Причина, по которой наша планета потеряла ужасных ящериц эпох, может показаться очевидной. Около 66 миллионов лет назад астероид взорвался с неба и ударил по полуострову Юкатан в Мексике. Последовавшее за этим опустошение было беспрецедентным: цунами, перегретая атмосфера, затемненное небо, ужасные похолодания и другие апокалиптические экологические события, уничтожающие приблизительно семьдесят пять процентов известной жизни на Земле.
Палеонтологи знают эту катастрофу как событие исчезновения K / Pg, потому что оно знаменует собой переход из мелового периода в палеогеновый период истории Земли. Но даже при том, что это изучалось постоянно, детали этого события все еще озадачивают экспертов. Дело не было закрыто с признанием ударного кратера в 1990-х годах, и то, как именно вымирание - то, что отличало живых от мертвых - продолжает вдохновлять палеонтологов копаться в катаклизме мелового периода.
Чтобы лучше понять всю историю, исследователи отступают от момента воздействия, чтобы изучить более широкие образцы жизни в то время. Динозавры не жили в стабильной и пышной мезозойской утопии, и при этом они не были единственными организмами в то время - далеко от этого. Мир вокруг них менялся, как и всегда. По мере того как меловый период подходил к концу, уровень моря падал, климат становился все более прохладным, и часть доисторической Индии, называемая Декканскими ловушками, бурлила из-за интенсивной вулканической активности. Разбираться в том, как эти изменения повлияли на жизнь на Земле, непростая задача, особенно после того, как катаклизм метеорита перемешал вещи в записи горных пород, но палеонтологи просеивают обломки, чтобы лучше понять, что произошло.
«Чтобы получить представление о том, что произошло после удара астероида, нам нужны надежные исходные данные о том, каковы были показатели вымирания фона до того, как произошло K / Pg», - говорит палеонтолог Музея естественной истории Пол Барретт. Момент катастрофы может иметь смысл только в более широком контексте жизни до и после. «Это сделало бы разницу между катастрофическими событиями в Чиксулубе, являющимися либо основной причиной вымирания, либо просто переворотом, который покончил с экосистемой, устойчивость которой постепенно стиралась».
Художественное изображение астероида, воздействующего на Землю. (НАСА / Дон Дэвис) В то время как вымирание K / Pg было глобальным кризисом, как оно разыгрывалось в различных регионах планеты, в значительной степени неизвестно. Количество информации в любом данном месте зависит от того, насколько хорошо сохранены соответствующие слои горных пород и насколько они доступны для ученых. Некоторые из лучших экспозиций оказываются в западной части Северной Америки, где существует непрерывная последовательность осадочных слоев, регистрирующих конец мелового периода вплоть до начала палеогена. Эти камни предлагают фотографии до и после вымирания, и именно эти экспозиции позволили палеонтологу Королевского музея Саскачевана Эмили Бэмфорт исследовать то, что происходило за 300 000 лет до взрыва мелового периода.
Рассматривая геологические данные о юго-западе Саскачевана, Бэмфорт говорит, что местные условия, такие как частота лесных пожаров и характеристики конкретной среды обитания, были так же важны, как и то, что происходило в глобальном масштабе при определении характера древнего биоразнообразия. «Я думаю, что это важное послание, о котором следует помнить, думая о причинах исчезновения», - говорит Бэмфорт. «У каждой отдельной экосистемы могли быть свои собственные более мелкомасштабные движущие силы биоразнообразия, которые действовали до исчезновения, что лежало в основе больших глобальных факторов». То, что было хорошо для черепах, земноводных, растений, динозавров и других организмов, в одном месте могло бы не иметь было полезно в другом, подчеркивая, что мы не можем постичь глобальные сдвиги без основы местного разнообразия. «Экосистемы - это сложные вещи, и я думаю, что об этом стоит помнить при рассмотрении причины и продолжительности массового вымирания», - говорит Бэмфорт.
Насколько Саскачеван идет, экологическое сообщество в то время, приводящее к исчезновению, походило на большую игру Jenga. «Башня остается в силе, но такие факторы, как изменение климата, медленно вытягивают из нее блоки, ослабляя систему и делая ее уязвимой», - говорит Бэмфорт. Постоянно изменяющаяся экологическая стабильность приводила к серьезным разрушениям, таким как астероид, поражающий не в том месте и в неподходящее время.
Эта картина изменения экосистем переворачивает очаг катастрофы K / Pg. В то время как причина, по которой не-птичьи динозавры и другие организмы вымирали, всегда привлекает наше внимание, ученым было труднее определить, почему выжившие смогли пройти к следующей главе истории жизни.
Виды, которые пережили воздействие, были, как правило, небольшими, полуводными или сделанными норами, и могли питаться различными продуктами, но есть некоторые ключевые противоречия. Были некоторые маленькие не-птичьи динозавры, которые имели эти преимущества и до сих пор вымерли, и многие рептилии, птицы и млекопитающие вымерли, несмотря на принадлежность к более широким группам, которые сохранялись. Например, млекопитающее размером с барсука Дидельфодон не смог этого сделать, как и древняя птица Авизавр, среди прочих.
«Это то, что я изо всех сил пытаюсь объяснить, - говорит Барретт. Вообще говоря, меньшие динозавры и другие животные должны были иметь больше шансов на выживание, чем их более крупные родственники, но это не всегда имело место.
Tyrannosaurus rex жил в западной части Соединенных Штатов от 66 до 68 миллионов лет назад, вплоть до исчезновения K / Pg. (Смитсоновский национальный музей естествознания) Пэт Холройд из Палеонтологического музея Калифорнийского университета сравнивает эти исследования с тем, что происходит после авиационных происшествий. «Они входят, собирают все данные и пытаются выяснить:« Хорошо, хорошо, почему люди в хвостовой части выжили, а люди в других частях самолета не смогли это сделать? »» Холройд говорит. И хотя такие бедствия могут быть единичными событиями с уникальными причинами, все же возможно коллективно рассматривать несколько инцидентов, чтобы выявить закономерности и сообщить, что мы можем рассматривать как единичное событие.
Что касается исчезновения K / Pg, паттерны все еще появляются. Холройд подсчитал, что значительная часть соответствующих исследований о том, какие виды выжили при воздействии, была опубликована или загружена в базу данных Палеобиологии за последнее десятилетие. Эта новая информация позволила Холройду и его коллегам изучить закономерности оборота - как долго виды сохранялись на суше и в пресноводных средах обитания - задолго до и после удара астероида. Выводы команды были представлены ранее этой осенью на ежегодном собрании Общества палеонтологии позвоночных в Альбукерке, штат Нью-Мексико.
Некоторые из моделей были знакомы. Рыба, черепахи, земноводные и крокодилы, как правило, жили лучше, чем строго наземные организмы. «Люди наблюдают эту модель, по крайней мере, с 50-х годов, а возможно, и раньше», - говорит Холройд. Но устойчивость видов, связанных с водой, никогда ранее не определялась количественно, и новый анализ показывает, что решение головоломки о вымирании могло быть прямо перед нами.
Удивление, обнаружил Холройд, заключалось в том, что разница между выжившими и исчезновением события K / Pg имитировала схему, которая сохранялась в течение десятков миллионов лет до и после удара астероида. Виды, обитающие на суше, особенно крупные, обычно не сохраняются до тех пор, пока живут в пресноводных условиях. Наземные виды часто вымирают с большей скоростью, чем те, которые обитают в водной среде, даже без масштабной катастрофы, чтобы вывести их из картины. Виды, которые жили в пресноводных средах обитания и вокруг них, по-видимому, сохранялись дольше, даже когда не было кризиса, и когда вымирание в конце мелового периода достигло полной силы, эти организмы имели преимущество перед своими чисто земными соседями.
Но даже в их относительно безопасной водной среде, все не было персиковым для водных животных. Холройд отмечает, что меловые черепахи, например, потеряли пятьдесят процентов своего разнообразия во всем мире, хотя всего лишь около двадцати процентов в более локализованном районе западной части Северной Америки, еще более подчеркивая важность понимания местных и глобальных закономерностей. Даже родословные, которых можно считать «выжившими», все же понесли потери и, возможно, не оправились от своей былой славы. Например, сумчатые млекопитающие пережили массовое вымирание как группа, но их разнообразие и численность резко сократились.
Заштрихованное рельефное изображение мексиканского полуострова Юкатан с указанием на ударный кратер Чиксулуб. (НАСА / JPL) То, как эти изменения повлияли на местные экосистемы, является следующим шагом к пониманию того, как событие исчезновения повлияло на мир. Холройд в качестве примера указывает на знакомое «трехроглое лицо» трицератопса . Этот динозавр был вездесущим на большей части западной части Северной Америки в конце мелового периода и, несомненно, был основным компонентом его экосистемы. Эти животные были бизоном своего времени, и, учитывая, как крупные травоядные изменяют свою среду обитания в результате выпаса скота и миграции, вымирание трицератопса, несомненно, имело серьезные последствия для восстановления экосистем после меловой катастрофы. Например, пострадали растения, которые полагались на трицератопс для рассеивания семян, тогда как другие растения, растоптанные динозаврами, могли бы расти более свободно. Как эти экологические элементы подходят и что они значат для восстановления жизни после вымирания, еще не полностью сфокусированы.
«Западная часть Северной Америки дает нам единственное подробное окно о том, что произошло с землей во время исчезновения K / Pg, но совершенно неясно, было ли это типичным», - говорит Барретт. «Мы мало знаем о том, как интенсивность вымирания варьировалась по всему миру», особенно в местах, которые были географически удалены от удара астероида. «Кажется маловероятным, что модель« один размер подходит всем »будет ответственна за уничтожение организмов, столь же отличных друг от друга, как Edmontosaurus на суше, и аммонитов с обмотками в морях, среди многих других видов, потерянных для мелового периода. Исследования в Европе, Южной Америке, Азии и Австралии только начинают формировать основу столь востребованной глобальной картины самого известного события исчезновения в истории.
«Это похоже на одну гигантскую головоломку, к которой мы начали прибегать к большему количеству кусочков», - говорит Бэмфорт. Получившаяся картина этого критического момента в истории Земли будет раскрыта только во времени.
