Forskere meddelte for nylig, at en ny masseudryddelse er begyndt på Jorden: på grund af menneskelige aktiviteter er udryddelseshastigheden for hvirveldyrsarter nærmet det niveau, der var for 66 millioner år siden, da dinosaurerne blev uddød. Har jordens flora og fauna virkelig ændret sig som følge af katastrofer? Virkningen af en meteorit, global opvarmning, brændende brande - i modsætning til den sædvanlige overbevisning er evolutionens love meget stærkere end universelle katastrofer.
Historien om vores planet holder spor efter adskillige større katastrofer, der bogstaveligt talt omformaterede de økologiske systemer i disse tider. Efter hver global udryddelse optrådte nye klasser af levende væsener på den evolutionære scene, og der var kun forstenede rester af de tidligere tilbage. Forskere fra A. A. Borisyak fra det russiske videnskabsakademi ser ud til at have famlet mekanismen for disse ændringer. Og insekter hjalp dem med dette - en af de mest succesrige kategorier af dyr, hvoraf nogle er i stand til at overleve selv nær epicentret for en nuklear eksplosion.
Apocalypse: alfa-version
Ordene "global udryddelse" tænker normalt på dinosaurers udryddelse. Men der var i Jordens historie en katastrofe i meget større skala, kendt af specialister som den "store udryddelse". Ved grænsen til Perm- og Trias-perioden for 252 millioner år siden forsvandt 96 procent af marine og mere end 70 procent af landdyrarter som ved magi. Hverken før eller efter på vores planet har der været sådan en storstilet ødelæggelse af biosfæren.
Omstændighederne ved denne tragedie er godt forstået og kunne let danne grundlaget for en Hollywood-kæmpestor. Hvorfor er der en film - det ser ud til, at det var den store udryddelse, der inspirerede forfatteren af Johannes teologens åbenbaring, der i detaljer beskrev vores egen civilisations død. Her er blot nogle få af de faktorer, hvis kombination synes at have ført til denne episke katastrofe.
I slutningen af Perm-perioden, over de store vidder af Sibirien, opstod magmaudbrud af fantastiske volumener til jordens overflade. De frosne lavafelter, kendt som sibiriske fælder, dækker i alt to millioner kvadratkilometer - området Grønland eller Indien. Volumenet af de udbrudte klipper estimeres i dag til omkring fem millioner kubik kilometer. Naturligvis opvarmede en sådan masse lava mærkbart jordens atmosfære og tilføjede en hel del drivhusgasser til den, hvilket førte til endnu større - global opvarmning.
Basaltsten på Putorana-plateauet dannet af fælder
Salgsfremmende video:
Billedkredit Flickr xandreani
Omkring samme tid faldt en stor asteroide på det moderne Antarktis område på Wilkes Land, hvor krateret (500 kilometer i diameter) stadig er synligt. Bemærk, at diameteren på det mexicanske krater Chicxulub fra meteoritten, der anses for at være en dinosaurmorder, kun er 175 kilometer.
Endelig fandt en mystisk begivenhed sted i havet, hvor der frigives enorme masser af metan - den vigtigste komponent i drivhusgasser. Enten akkumuleres denne metan i millioner af år i de nederste lag af vand, eller arkæer af slægten Methanosarcina begyndte at frigive den massevis, men sammensætningen af jordens atmosfære har ændret sig meget.
Resultatet af alle disse problemer er en testversion af apokalypsen: himlen var dækket af et slør af vulkansk støv, hvormed støvet fra asteroiden blev blandet. Luften var varm og tør, og havet blev til en opløsning af syre, der var helt uegnet til livet for de fleste af dets tidligere indbyggere.
Mangfoldighedskrise
Få moderne skabninger er i stand til at overleve under sådanne forfærdelige forhold, mener mange moderne paleontologer. Derfor var faunaen ved at dø ud massevis, og først da atmosfæren ryddede, og havvandet fra surt blev simpelthen saltvand, begyndte de sjældne overlevende skabninger et nyt udviklingsstadium. Men som det viste sig, har denne logiske og forståelige ordning desværre intet at gøre med virkeligheden!
Russisk paleontolog, læge i biologiske videnskaber, leder af leddyrslaboratoriet ved det paleontologiske institut, Alexander Pavlovich Rasnitsyn, har studeret insekter fra den perm- og triasperiode i mange år. Og ifølge hans data viser det sig, at der faktisk ikke var nogen katastrofal stor udryddelse.
Krisen ved grænsen til Perm og Trias blev betragtet som så dyb, at den berømte britiske paleontolog Michael Benton endda udgav en bog kaldet When Life Almost Died. En anden videnskabsmand, Jack Sepkoski fra University of Chicago, præsenterede en graf i et af hans værker, der viser, hvordan stigningerne i dyrediversitet gradvis erstattes af et relativt stabilt antal arter og dybe, skarpe fald i udryddelse. Og russiske forskere fandt ud af, at der er en vis tilbagegang på grænsen til Perm og Trias, men lang og ikke så dyb som afbildet af Sepkowski. Denne dip i Perm og Trias, meget lang, varede i mere end halvdelen af Perm-perioden - titusinder af millioner af år.
Artsdiversitet af de tre hovedtyper af den marine fauna i Phanerozoic: Cambrian, Paleozoic, moderne
Kort: J. John Sepkoski, Jr. / Bidrag til zoologi
For at forstå mere detaljeret begivenhederne i den fjerne tid anvendte Rasnitsyn og hans kolleger deres egen metode. De arbejder på familieplan, fordi insekter ikke har ordrer nok, men der er for mange slægter, og vigtigst af alt er de meget kortvarige. Som et resultat blev der konstrueret en kurve baseret på flere indikatorer, hvoraf de vigtigste er de første og sidste fund fra repræsentanter for bestemte familier. Udseende i den geologiske optegnelse og forsvinden fra den blev fortolket som forekomst og udryddelse. Det viste sig, at det samlede antal familier (dvs. den faktiske mangfoldighed af faunaen) falder meget langsomt gennem hele Mellem- og Øvre Perm, hvilket ikke afspejler nogen skarp udryddelse. I den nedre trias er der praktisk talt ingen insekter, men problemet erat der i mellem- og øvre trias vises en meget betydelig del af de paleozoiske familier igen. "Det vil sige om udryddelse - dette er slet ikke historien," bemærker Rasnitsyn.
Og en absolut bemærkelsesværdig ting - den sene permiske udryddelse er traditionelt forbundet med sibiriske fælder med udgydelse af en kolossal mængde magmatisk stof i Sibirien. Det hævdes, at frigivelsen af enorme mængder gasser, afbrænding af akkumuleret kul og tørv og andre dramatiske begivenheder forvandlede planeten til et perfekt gaskammer. Men faktum er, at Tunguska-lavaudgydelserne ikke var samtidige, og fra de intertrappiske sedimentære lag (for eksempel fra Tunguska og Babi Kamen i Kuzbass) kendes en række insekter og planter. Disse lavafelter ødelagde ikke biosfæren - i det mindste floraen og entomofaunaen.
Så hvad skete der i dette tilfælde med de mange forskellige insekter, mens resten af faunaen var globalt uddød?
”Intensiteten af udryddelse af insekter i Mellem-Øvre Perm, midt under den store udryddelse, fryser på samme niveau. Men samtidig reduceres udseendet af nye familier kraftigt. Det viser sig, at faldet i mangfoldighed ikke skyldes en stigning i udryddelse, men på grund af et fald i hastigheden af nye familier, og det er denne parameter, der bestemmer hele dynamikken i mangfoldighed i insekter. Det vil sige udryddelse, der hovedsageligt afhænger af eksterne faktorer - vulkanisme, fælder, asteroider - i store og mest interessante tidsintervaller viser sig at være en konstant værdi, og udseendets dynamik varierer, hvilket i meget høj grad bestemmes af organismernes indre egenskaber og de processer, der finder sted i biosfæren. Dette er en helt anden ideologi! - udbryder Dr. Rasnitsyn.
Alexander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Så undersøgelser af permiske og triasiske insekter viser, at der ikke er behov for at tale om nogen skarp udryddelse fremkaldt af en global katastrofe. Den langsigtede og gradvise tilbagegang i mangfoldigheden af permiske insekter minder mere om de sidste millioner år af kridtperioden, hvor antallet af kendte dinosaurer slægter gradvist og ubønhørligt faldt fra hundreder i begyndelsen af kridt til 10-30 i slutningen. Årsagen til denne forarmelse af mangfoldighed, i det mindste i insekter, er evolutionær stasis, når nye familier simpelthen holder op med at dukke op, og de gamle fortsætter med at leve som før og dø ud i samme tempo.
Perfektionens tragedie
Men hvordan kan evolution stoppe? Dette spørgsmål vil uundgåeligt opstå for enhver læser, der har mestret skolekurset i biologi. Det vides ikke, hvad Charles Darwin tænkte om dette, men moderne forskere mener, at det ikke kun kan, men i visse tilfælde bare skal gøre det.
”Hvis vi udelukkende begrænser os til den genetiske tilgang til evolution, inden for rammerne af den meget syntetiske teori, der sendes i skolen, så burde de hurtigst udviklende skabninger være dem, hvis genetik ændrer sig mere intensivt: dem, der reproducerer hurtigere, har en større befolkning, højere fertilitet. Med andre ord bakterier. Og de største, langsomste avlsformer vil udvikle sig langsommere. Faktisk udvikler elefanter og hvaler sig hurtigst, og encellede udvikler sig langsomt. Alt er nøjagtigt det modsatte,”siger Rasnitsyn.
Hvorfor sker det? Forskere har endnu ikke et nøjagtigt svar, men hvis der ikke er nogen tvivl om rigtigheden af genetik, er der kun én ting tilbage at antage: reserverne til ændringer i elefanter og hvaler leveret af genetik er helt tilstrækkelige til at sikre den hurtigste udvikling. Men i andre hæmmes evolution på en eller anden måde og går ikke eller går ikke i fuld fart. Spørgsmålet er, hvad der holder udviklingen tilbage. Rasnitsyn foreslog konceptet med et adaptivt kompromis baseret på det faktum, at hvis alt i kroppen er koordineret og harmonisk, så er det meget vanskeligt at ændre en ting i det uden at påvirke andre parametre i henhold til de korrelative regler. Og korrelative ændringer vil næsten altid være ikke-adaptive og derfor skadelige.
Permiske insekter
For at evolutionen kan fortsætte i en sådan situation, kræves en fin afbalanceret organisering af et levende væsen. En simpel stramning af forholdene vil føre til dens udryddelse, og blødgøring vil kun medføre øget reproduktion, en stigning i densitetsafhængig dødelighed og gendannelse af hele systemet på samme niveau. Tilsyneladende er det muligt at overvinde det adaptive kompromis under en vis ensidig ændring af forholdene, når faktisk kun nogle af funktionerne er underlagt adaptiv kontrol. For eksempel befinder en organisme sig på en ø, hvor der ikke er rovdyr eller farlige parasitter, og hele problemet kommer til at lære at spise, hvad der er der. Forresten er det velkendt, at det er på øerne, at hurtig udvikling ofte forekommer, og at dyr antager groteske former. Så evolution finder sted, når sådanne ubalancerede forhold opstår,når man går ind i en ny økologisk niche. Over tid vil hun igen skabe en fuldstændig afbalanceret væsen, hvorefter evolutionær stasis igen vil komme. Hvad vil der ske, hvis alle dets komponenter i faunaen når en meget høj perfektion, et kraftigt kompromis så at sige bliver stagnerende i deres perfektion? Derefter, når forholdene ændrer sig, vil de simpelthen dø ud - indtil habitatet bliver frit, indtil forholdene blødgøres, adaptiv kontrol falder og evolutionen bliver lettere. Vi ser alt dette på eksemplet med paleozoiske insekter.forkæle i deres perfektion? Derefter, når forholdene ændres, vil de simpelthen dø ud - indtil habitatet bliver frit, indtil forholdene blødgøres, adaptiv kontrol falder og evolution bliver lettere. Vi ser alt dette på eksemplet med paleozoiske insekter.forkæle i deres perfektion? Derefter, når forholdene ændrer sig, vil de simpelthen dø ud - indtil habitatet bliver frit, indtil forholdene blødgøres, adaptiv kontrol falder og evolutionen bliver lettere. Vi ser alt dette på eksemplet med paleozoiske insekter.
”Uddraget fra vores forskning er, at insekter ikke havde nogen masseudryddelser, og dynamikken i deres mangfoldighed bestemmes af dynamikken i fremkomsten af nye grupper og ikke dynamikken i udryddelse. På land var virkningen og omfanget af den perm-triassiske katastrofe meget mindre end i havet, hvilket er helt fantastisk, hvis vi overvejer, at årsagerne til katastrofen er i atmosfæriske ændringer, asteroidepåvirkning og vulkanisme. Og da vores tilgang ikke er blevet anvendt på andre grupper af dyr, kan jeg ikke sige, at situationen med insekter er specifik. Udviklingen af insektdiversitet fra kulstof til i dag svarer meget til, hvordan den samlede mangfoldighed af andre dyr ændrede sig i denne periode. Derfor er det slet ikke udelukket, at disse tendenser kan vise sig at være generelle, og den Perm-Trias udryddelse var faktisk forårsaget af biologisk,og ikke af geologiske faktorer,”opsummerer Rasnitsyn.
Dmitry Samarin