Znanstveniki so nedavno objavili, da se je na Zemlji začelo novo množično izumrtje: zaradi človekovih dejavnosti se je stopnja izumrtja vretenčarjev približala ravni, ki je bila pred izumrtjem dinozavrov pred 66 milijoni let. Se je flora in favna Zemlje zaradi nesreč res spremenila? Vpliv meteorita, globalno segrevanje, sežiganje požarov - v nasprotju z običajnimi prepričanji so zakoni evolucije veliko močnejši od univerzalnih kataklizem.
Zgodovina našega planeta hrani sledi več velikih nesreč, ki so dobesedno preoblikovale ekološke sisteme tistih časov. Po vsakem globalnem izumrtju so se na evolucijskem prizorišču pojavili novi razredi živih bitij, od prejšnjih pa so ostali le okamneli ostanki. Znanstveniki A. A. Zdi se, da je Borisyak iz Ruske akademije znanosti dotaknil mehanizem teh sprememb. In pri tem so jim pomagale žuželke - ena najuspešnejših kategorij živali, od katerih so nekatere sposobne preživeti tudi blizu epicentra jedrske eksplozije.
Apokalipsa Alfa
Besede "globalno izumrtje" običajno spominjajo na izumrtje dinozavrov. Toda v zgodovini Zemlje se je zgodila katastrofa veliko večjega obsega, ki je bila strokovnjakom znana kot "Veliko izumrtje". Na meji permskega in triasnega obdobja je pred 252 milijoni let kot s čarovnijo izginilo 96 odstotkov morskih in več kot 70 odstotkov kopenskih živalskih vrst. Niti prej niti pozneje na našem planetu ni prišlo do tako velikega opustošenja biosfere.
Okoliščine te tragedije so bile dovolj dobro preučene in bi lahko zlahka postale osnova hollywoodske uspešnice. Zakaj obstaja film - zdi se, da je prav Veliko izumrtje navdihnilo avtorja Razodetja Janeza Teologa, ki je podrobno opisal smrt lastne civilizacije. Tu je le nekaj dejavnikov, katerih kombinacija je, kot kaže, povzročila to epsko katastrofo.
Na koncu permskega obdobja so se na velikih prostranstvih Sibirije pojavili izbruhi magme fantastičnih količin na površje Zemlje. Zamrznjena polja lave, znana kot sibirske pasti, pokrivajo skupno dva milijona kvadratnih kilometrov - območje Grenlandije ali Indije. Količina izbruhanih kamnin je danes ocenjena na približno pet milijonov kubičnih kilometrov. Seveda je takšna masa lave opazno ogrela zemeljsko atmosfero in ji dodala precejšnjo količino toplogrednih plinov, kar je privedlo do še večjega - globalnega - segrevanja.
Bazaltne kamnine na planoti Putorana, ki jih tvorijo pasti
Promocijski video:
Image Credit Flickr xandreani
Približno v istem času je na ozemlju sodobne Antarktike, v deželi Wilkes, padel velik asteroid, krater, iz katerega je še vedno viden (premer 500 kilometrov). Upoštevajte, da je premer mehiškega kraterja Chicxulub od meteorita, ki velja za morilca dinozavrov, le 175 kilometrov.
Nazadnje se je v oceanu zgodil skrivnostni dogodek, ki je sproščal ogromne mase metana - najpomembnejše sestavine toplogrednih plinov. Ali se je ta metan nabiral milijone let v spodnjih plasteh vode ali pa so ga arheje iz rodu Methanosarcina začele množično sproščati, a sestava zemeljske atmosfere se je zelo spremenila.
Rezultat vseh teh težav je preizkusna različica Apokalipse: nebo je pokrivala tančica vulkanskega prahu, s katero se je pomešal prah od udarca asteroida. Zrak je bil vroč in suh, ocean pa se je spremenil v raztopino kisline, popolnoma neprimerno za življenje večine svojih nekdanjih prebivalcev.
Kriza raznolikosti
Številni sodobni paleontologi verjamejo, da je malo živih bitij sposobnih preživeti v tako grozljivih razmerah. Zato je favna močno izumirala in šele, ko se je ozračje zbistrilo in je oceanska voda postala preprosto slana iz kisle, so redka preživela bitja začela novo stopnjo evolucije. A kot se je izkazalo, ta logična in razumljiva shema na žalost nima nič skupnega z resničnostjo!
Ruski paleontolog, doktor bioloških znanosti, vodja laboratorija za členonožce Paleontološkega inštituta Aleksander Pavlovič Rasnicin že vrsto let preučuje žuželke permskega in triasnega obdobja. In po njegovih podatkih se izkaže, da res ni prišlo do katastrofalnega Velikega izumrtja.
Kriza na meji perma in triasa je veljala za tako globoko, da je slavni britanski paleontolog Michael Benton celo izdal knjigo Ko je življenje skoraj umrlo. Drugi znanstvenik, Jack Sepkoski z univerze v Chicagu, je v enem od svojih del predstavil graf, ki prikazuje, kako naraščanje živalske raznolikosti postopoma nadomešča relativno stabilno število vrst in globoka, ostra padca izumrtja. In ruski znanstveniki so ugotovili, da na meji perma in triasa obstaja nekaj upadanja, vendar dolgo in ne tako globoko, kot je prikazal Sepkowski. Ta potop v permu in triasu je zelo dolgo trajal več kot polovico permskega obdobja - več deset milijonov let.
Vrste pestrosti treh glavnih vrst fanerozojske morske favne: kambrijska, paleozojska, moderna
Diagram: J. John Sepkoski, ml. Prispevki k zoologiji
Da bi podrobneje razumeli dogodke tistega časa, so Rasnitsyn in njegovi kolegi uporabili lastno metodologijo. Delajo na družinski ravni, ker žuželke nimajo dovolj naročil, rodov pa je preveč, predvsem pa so zelo kratkotrajne. Posledično je bila na podlagi več kazalnikov zgrajena krivulja, med katerimi so najpomembnejše prve in zadnje najdbe predstavnikov določenih družin. Nastop v geološkem zapisu in izginotje iz njega sta si razlagali kot pojav in izumrtje. Izkazalo se je, da se skupno število družin (torej dejanska raznolikost favne) zelo počasi zmanjšuje po celotnem srednjem in zgornjem permu, kar ne odraža nobenega ostrega izumrtja. V spodnjem triasu žuželk tako rekoč ni, so pa težaveda se v srednjem in zgornjem triasu znova pojavi zelo pomemben del paleozojskih družin. "Se pravi o izumrtju - to sploh ni zgodba," ugotavlja Rasnitsyn.
In absolutno izjemno - pozno permsko izumrtje je tradicionalno povezano s sibirskimi pasti in izlivom ogromne količine magmatske snovi v Sibiriji. Trdijo, da je sproščanje ogromnih količin plinov, izgorevanje nakopičenega premoga in šote ter drugi dramatični dogodki spremenili planet v popolno plinsko komoro. Toda dejstvo je, da izlivi tunguske lave niso bili sočasni, iz medstrapskih sedimentnih plasti (na primer iz Tunguske in Babi Kamena v Kuzbassu) pa so znane številne žuželke in rastline. To pomeni, da ta polja lave niso uničila biosfere - vsaj flore in entomofaune.
Kaj se je torej zgodilo v tem primeru z različnimi žuželkami, medtem ko je ostala favna po vsem svetu izumrla?
»Intenzivnost izumiranja žuželk v srednjem zgornjem Permu sredi Velikega izumrtja zamrzne na isti ravni. A hkrati se pojav novih družin močno zmanjša. Izkazalo se je, da zmanjšanje raznolikosti ni posledica povečanja izumrtja, ampak zaradi zmanjšanja stopnje pojavljanja novih družin in prav ta parameter določa celotno dinamiko raznolikosti pri žuželkah. Se pravi, izumrtje, ki je odvisno predvsem od zunanjih dejavnikov - vulkanizma, pasti, asteroidov - se v velikih in najbolj zanimivih časovnih intervalih izkaže za konstantno vrednost, dinamika videza pa se spreminja, kar v veliki meri določajo notranje lastnosti organizmov in procesi, ki potekajo v biosferi. To je povsem drugačna ideologija! - vzklikne dr. Rasnitsyn.
Aleksander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Študije permskih in triasnih žuželk torej kažejo, da ni treba govoriti o nobenem ostrem izumrtju, ki bi ga povzročila svetovna katastrofa. Dolgoročno in postopno upadanje raznolikosti permskih žuželk bolj spominja na zadnje milijone let krede, ko se je število znanih rodov dinozavrov postopoma in neizprosno zmanjševalo s stotin na začetku krede na 10-30 na koncu. Razlog za to osiromašenje raznolikosti, vsaj pri žuželkah, je evolucijski zastoj, ko se nove družine preprosto nehajo pojavljati, stare pa še naprej živijo kot prej in izumirajo z enako hitrostjo.
Tragedija popolnosti
Kako pa se lahko evolucija ustavi? To vprašanje se bo neizogibno pojavilo vsakemu bralcu, ki je obvladal šolski tečaj iz biologije. Ni znano, kaj je o tem mislil Charles Darwin, vendar sodobni znanstveniki verjamejo, da to ne samo lahko, ampak v določenih primerih preprosto mora.
»Če se omejimo izključno na genski pristop k evoluciji, v okviru same sintetične teorije, ki se prenaša v šoli, potem najhitreje razvijajoča se bitja postanejo tista, katerih genetika se intenzivneje spreminja: tista, ki se hitreje razmnožujejo, imajo večjo populacijo, večjo plodnost. Z drugimi besedami, bakterije. In največje, najpočasnejše plemenske oblike se bodo razvijale najpočasneje. Tako se pravzaprav sloni in kiti razvijajo najhitreje, enocelični pa najpočasneje. Vse je ravno nasprotno, «pravi Rasnitsyn.
Zakaj se to zgodi? Znanstveniki še nimajo natančnega odgovora, toda če ni dvoma o pravilnosti genetike, potem lahko domnevamo le eno: rezerve sprememb slonov in kitov, ki jih zagotavlja genetika, so povsem zadostne za zagotovitev najhitrejšega razvoja. Toda za druge je evolucija nekako zavirana in se ne nadaljuje ali ne poteka s polno hitrostjo. Vprašanje je, kaj zavira evolucijo. Rasnitsyn je predlagal koncept prilagodljivega kompromisa, ki temelji na dejstvu, da če je vse v telesu usklajeno in harmonično, potem je zelo težko spremeniti eno stvar v njem, ne da bi to vplivalo na druge parametre v skladu s korelativnimi pravili. In korelacijske spremembe bodo skoraj vedno neprilagodljive in zato škodljive.
Permijske žuželke
Da bi evolucija lahko nadaljevala v takšnih razmerah, je potrebna natančno uravnotežena organizacija živega bitja. Preprosto zaostrovanje pogojev bo privedlo do njihovega izumrtja, mehčanje pa bo povzročilo le povečano razmnoževanje, povečanje umrljivosti, odvisno od gostote, in obnovo celotnega sistema na isti ravni. Očitno je premagovanje prilagodljivega kompromisa možno pod nekaterimi enostranskimi spremembami pogojev, ko pa so v resnici le nekatere funkcije podvržene prilagodljivemu nadzoru. Na primer, organizem se znajde na otoku, kjer zanj ni plenilcev ali nevarnih zajedavcev, celotna težava pa se skriva v učenju, kako jesti, kar je tam. Mimogrede, dobro je znano, da se na otokih pogosto dogaja hitra evolucija in da živali dobivajo groteskne oblike. Torej evolucija poteka, ko pride do takšnih neuravnoteženih razmer,ob vstopu v novo ekološko nišo. Sčasoma bo spet ustvarila popolnoma uravnoteženo bitje, nakar bo spet prišel evolucijski zastoj. Kaj se bo zgodilo, če v favni vsi njeni sestavni deli dosežejo zelo visoko popolnost, močan kompromis, tako rekoč, stagnira v svoji popolnosti? Potem se bodo, ko se razmere spremenijo, preprosto izumrle - dokler se habitat ne bo osvobodil, dokler se razmere ne bodo zmehčale, prilagodljivi nadzor se bo zmanjšal in razvoj postal lažji. Vse to vidimo na primeru paleozojskih žuželk.okosteneti v svoji popolnosti? Potem se bodo, ko se razmere spremenijo, preprosto izumrle - dokler se habitat ne bo osvobodil, dokler se razmere ne bodo zmehčale, prilagodljivi nadzor se bo zmanjšal in razvoj postal lažji. Vse to vidimo na primeru paleozojskih žuželk.okosteneti v svoji popolnosti? Potem se bodo, ko se razmere spremenijo, preprosto izumrle - dokler se habitat ne bo osvobodil, dokler se razmere ne bodo zmehčale, prilagodljivi nadzor se bo zmanjšal in razvoj postal lažji. Vse to vidimo na primeru paleozojskih žuželk.
»Izvleček iz naše raziskave je, da žuželke niso množično izumrle in dinamiko njihove raznolikosti določa dinamika pojavljanja novih skupin in ne dinamika izumrtja. Na kopnem je bil vpliv in obseg permsko-triasne katastrofe veliko manjši kot v morju, kar je popolnoma presenečeno, če upoštevamo, da so vzroki katastrofe v atmosferskih spremembah, vplivu asteroidov in vulkanizmu. In ker naš pristop ni bil uporabljen za druge skupine živali, ne morem reči, da je položaj z žuželkami poseben. Razvoj raznolikosti žuželk od karbona do danes je zelo podoben spreminjanju celotne raznolikosti drugih živali v tem obdobju. Zato sploh ni izključeno, da se ti trendi lahko izkažejo za univerzalne, permsko-triasno izumrtje pa je dejansko povzročila biološka,in ne zaradi geoloških dejavnikov, «povzame Rasnitsyn.
Dmitrij Samarin