Биологи из Музея землеведения МГУ изучили пять крупных вымираний видов и предложили новую причину этих катастроф. Ей стала горизонтальная подвижность частей земной коры, литосферных плит, чьи объединения приводили к образованию суперконтинентов. Несколько видов животных, которые раньше жили раздельно, объединялись в одну экологическую нишу. Из-за этого между ними возникали конкуренция и борьба за ресурсы и территорию, и через какое-то время менее приспособленные популяции вымирали. Выжившие виды давали новый эволюционный виток, который превосходил предыдущий. Разъединение материков, напротив, приводило к географической изоляции и скачку видообразования. Тогда общая численность видов на планете восстанавливалась или же превышала исходное значение. Выходит, что в указанные периоды животные как неоднократно массово погибали, так и адаптировались и совершенствовались.
Один из авторов статьи, доктор биологических наук, профессор и заведующий сектором Музея землеведения МГУ Валерий Снакин, рассказал «Эксперту» о появлении этой концепции. Современные исследования показали, что большую часть своей истории, минимум 4 из 4,6 млрд лет, наша планета была обитаемой. Это привело учёных к мысли, что возникновение и эволюция жизни на Земли и причины масштабных вымираний тесно связаны с изменяющимися условиями внешней среды и геологическим процессами. Существенными толчками к разработке гипотезы послужили теория мобилизма Альфреда Вегенера (тектоника литосферных плит), которую развивали сотрудники музея, и события случившегося 252 млн лет назад пермско-триасового вымирания. «Все литосферные плиты объединились в единый большой материк Пангея, и произошло самое большое глобальное вымирание. Некоторые ученые считают, что тогда с лица Земли исчезло 95-96% всех видов. Этот эпизод является наиболее ярким свидетельством работы литосферных плит в жизни населявших планету видов», — считает Снакин.
Помимо движений на изменения биосферы влияли и процессы поднятия и опускания (вертикальное движение) земной коры. По словам исследователей, повторные появления и исчезновения Берингова перешейка после образования суперконтинента Евразия-Америка отчасти объясняют плейстоценовое вымирание мегафауны 20-4 тысячи лет назад. В то время по образовавшемуся пути в Новый Свет помимо других видов попали и древние люди, которые начали охотиться на местных гигантов — мамонтов, шерстистых носорогов, пещерных медведей, саблезубых тигров, гигантских бобров, ленивцев и др. В результате этих процессов совместно с резким похолоданием климата и изменением растительности в Северной Евразии вымерло 36% крупных млекопитающих тяжелее тонны, а в Северной Америке — около 72%.
Валерий Снакин полагает, что повторение таких циклов и участие наиболее конкурентоспособных видов ведет к общему эволюционному прогрессу биосферы. При этом современные процессы глобализации сейчас действуют аналогично литосферным плитам. Новые транспортные пути объединяют материки в практически единый суперконтинент наподобие Пангеи или Гондваны. Благодаря им животные и растения из разных мест Земли при помощи человека могут перемещаться по миру и расширять свои ареалы обитания. Однако экспансия и инвазия чужеродных видов часто вредит местным живым организмам, что снова приводит к конкуренции и сокращению биоразнообразия.
По мнению ученых Музея землеведения МГУ, гипотеза о движениях литосферных плит достаточно универсальна и может объяснить пять масштабных катастроф в истории Земли. Они считают, что дальнейшее уточнение периодов объединения и расхождения литосферных плит и самих вымираний позволит создать более точную модель динамики биоразнообразия. В перспективе это поможет разработать политику по его сохранению. Вместе с тем остальные катастрофические явления, начиная от взрыва сверхновой звезды до извержения вулканов, как правило, могут раскрыть лишь одно из вымираний или их отдельные эпизоды. Однако падение астероидов, похолодание и потепление климата, человеческий фактор и др. все же играют важную роль в изменении численности популяций растений и животных.
Так в октябре 2020 года геологи из Великобритании, Германии, Италии и Канады попытались построить модель уже упомянутого пермско-триасового вымирания. Выяснилось, что этот многотысячелетний процесс спровоцировали чрезмерные выбросы углекислого газа в атмосферу при извержении вулканов. Возник парниковый эффект, приведший к глобальному потеплению. Повысилась кислотность морской воды, куда из-за химического выветривания с материков поступило большое количество питательных веществ для микроорганизмов. Причем их стало настолько много, что водоросли и фитопланктон не успевали восполнить нехватку кислорода в воде для многоклеточных организмов. Ключом к разгадке стали раковины моллюсков брахиопод, в которых определяли соотношение изотопов брома и углерода.
Ранее причиной первого крупного вымирания, ордовикско-силурийского, произошедшего 450—443 млн лет назад, ученые из Университета Халла также назвали глобальное потепление. Оно возникло из-за вулканической активности, повышения температуры океана, его закисления и снижения содержания кислорода, что погубило примерно 60-85% морских животных. Последнее масштабное вымирание, мело-палеогеновое, случилось из-за падения Чиксулубского астероида и излияния базальтовых лав 65 млн лет назад. Исследование команды ученых из Йельского университета доказало, что в тот период из-за изменения температур и выбросов углекислого газа, серы и азота вместе с динозаврами исчезло до 75% видов.
В настоящий момент биологи заявляют о начале шестого глобального вымирания, которое угрожает и нам. Здесь ответственность за исчезновение отдельных популяций ученые из Гавайского университета в Маноа и Национального музея естественной истории в Париже возложили на человека, а не на природу. В качестве доказательств они отмечают, что за последние 100 лет вымерло примерно столько же видов, как и ранее за 10 000 лет. По оценкам, больше всего пострадали обитатели островов и морей, а в опасности находятся 25% млекопитающих и 40% амфибий. Исследователи также приводят в пример моллюсков, которые с 17 века потеряли 7,5-13% видов из 2 млн, хотя в Красной книге говорится лишь о 882 виде. В ней демонстрируется лишь «фоновое» исчезновение, которое сосредоточено на птицах и млекопитающих и составляет 1,5%.
«Если текущий тренд продолжится, то жизни придется потратить многие миллионы лет для восстановления утерянного биоразнообразия», — подтверждают полученные результаты профессора из международной группы биологов Герардо Себаллос из Национального автономного университета Мехико и Пол Эрлих из Стэндфордского университета. Похожую мысль в 2017 году озвучил их коллега Херардо Себальос подытоживает в исследовании в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences: «Ситуация стала настолько плохой, что было бы неэтично не использовать грубые выражения».
При этом кандидат географических наук и заведующий лабораторией глобальной и региональной геоэкологии географического факультета МГУ Николай Дронин уточняет, что постепенное вымирание видов в связи с естественными процессами на планете — нормальное явление. По его словам, 1,6 млн современных видов исчезнет примерно через 10 млн лет — по несколько десятков за десятилетие. Вместе с тем на Земле уже вымерло 95% когда-то живших на ней видов, время существования которых колеблется от 1 до 10 млн лет.
Однако большая часть видов не описана до конца — для этого исследователям понадобится еще около 1200 лет. Поэтому малое количество данных пока не позволяет сделать выводы о катастрофическом сокращении биоразнообразия. Ученым только предстоит проверить или подтвердить свои концепции о связи массовых вымираниях животных и изменениях биосферы в будущих работах.
