На прошлой неделе было опубликовано важное открытие в том же номере журнала Science, что и в новых исследованиях Ardipithecus, и, к сожалению, оно омрачено новостями о 4-миллионном гоминиде. Это открытие может оказаться еще более важным, поскольку оно касается не эволюции отдельного вида, а восстановления жизни на Земле в целом после одной из величайших катастроф за всю историю.
Я имею в виду статью Хулио Сепульведы и других, которая называется «Быстрое возрождение продуктивности моря после вымирания в мелово-палеогеновой массе».
Сепульведа и коллеги исследовали морские отложения в Дании, датированные периодом после массового вымирания КТ. Это событие состояло из воздействия на Землю большого астероида 65 миллионов лет назад и последующего вымирания многих видов, включая всех динозавров. Считается, что после этого события в океанах произошло значительное снижение биологической активности, потому что солнце было в значительной степени заблокировано, что привело к снижению фотосинтеза в живых океанских водорослях. Без солнца водоросли погибли бы, а без водорослей, которые находятся у основания океанской пищевой цепи, другие формы жизни в океане отмирали бы или становились очень редкими. Более широко принятые реконструкции того, что произошло, указывают на то, что это затухание в океане действительно произошло, и что экосистемам открытого океана потребовалось до трех миллионов лет, чтобы оправиться от этого воздействия. (Считается, что прибрежные экосистемы восстанавливаются гораздо быстрее.) Относительно безжизненный открытый океан после столкновения иногда называют «Стангеловым океаном» по отношению к персонажу в апокалиптическом фильме «Доктор Странджелов».
Это предыдущее исследование, однако, было основано на изучении окаменелостей морских организмов, включая водоросли, которые оставляют легко окаменелый «скелет» кремнезема, который действительно очень редок в течение очень долгого времени после воздействия. Тем не менее, возможно, что некоторые типы организмов, которые не оставляют после себя окаменелости, такие как цинобактерии, были в изобилии и останутся необнаруженными в записи окаменелостей.
В статье Сепульведы и ее коллег использовался другой вид данных для поиска биологической активности в открытом океане, и он был обнаружен в изобилии, возможно, через столетие после воздействия. Если это окажется правдой, то затемнение неба после удара должно быть довольно краткосрочным, и наблюдаемое долговременное нарушение экосистем океана должно иметь другое объяснение.
«Первичная производительность вернулась быстро, по крайней мере, в среде, которую мы изучали», - говорит один из авторов статьи Роджер Саммонс. «Атмосфера, должно быть, быстро прояснилась. Людям придется переосмыслить восстановление экосистем. Это не может быть просто нехватка продовольствия».
Метод, который использовала эта исследовательская группа, заключался в поиске изотопно различающихся материалов в исследованных ими отложениях океана, а также молекул, которые могли образоваться только живыми существами.
Осадки, в которые они смотрели, состоят из слоя глины толщиной 37 сантиметров в Дании. Внутри этой глины, которая была отложена в относительно мелкой прибрежной среде, находятся молекулы углеводородов, вырабатываемые живыми организмами, которые достаточно хорошо сохранились с 65 миллионов лет назад. Эти молекулы указывают на существование обширного открытого фотосинтеза океана, который был бы невозможен в рамках модели «Странный океан».
То, как работает анализ, можно понять так: в океане много растворенного углерода. Этот углерод существует в форме более чем одного изотопа. Изотоп - это разновидность элемента, который лишь незначительно отличается по своему ядерному составу, и большинство элементов, более легких, чем уран, имеют несколько нерадиоактивных изотопов. Если бы в океане не было жизни, углерод достиг бы определенного равновесия в отношении доли каждого изотопа, поэтому в отложениях, включающих углерод, было бы предсказуемое соотношение этих изотопов. (Примечание: это не имеет никакого отношения к радиоуглеродному датированию. См. Этот пост в блоге для получения дополнительной информации о возможной путанице по этому вопросу.)
Живые формы используют углерод, но когда углерод отбирается из окружающей среды, некоторые изотопы включаются в биологическую ткань с большей готовностью, чем другие. Какие изотопы используются и каким образом биологическими системами, и точная причина этого сложна и выходит далеко за рамки простого сообщения в блоге! Достаточно сказать, что когда геохимик смотрит на образец углерода, используя очень чувствительные инструменты, он может определить, произошел ли этот углерод из небиологической системы по сравнению с биологической системой. Помимо этого, можно даже сказать, какая биологическая система представлена.
Команда Сепульведы смогла сказать, что углерод в этих пост-ударных отложениях мог быть собран только в эти углеводороды (и другие соединения) в функционирующей экосистеме открытого океана с большим количеством фотосинтезирующих водорослей с довольно хорошим скреплением. Поскольку эти отложения были отложены сразу после столкновения, теория океана «Странный залив» с огромным безжизненным морем крайне маловероятна.
