Питер Уорд - Эволюция будущего

На каждой планете может рано или поздно ожидаться глобальная катастрофа, которая может серьёзно угрожать существованию животной жизни, или же уничтожить её, но целиком. Земле постоянно угрожает планетарная катастрофа, главным образом со стороны комет и астероидов, которые пересекают её орбиту, но потенциально и от других космических опасностей. Но это не только опасности из дальнего космоса, которые угрожают разнообразию жизни на этой планете – и, конечно, на других планетах. Наряду с внепланетарными причинами таких катастроф есть причины, порождённые самой Землёй.

Так или иначе, все массовые вымирания, похоже, быть вызваны изменениями на «мировом атмосферном складе» – изменениями в компонентах атмосферы Земли или в их соотношении. Такие изменения могут быть вызваны многими вещами: ударом астероида или кометы, попаданием двуокиси углерода или других газов в океаны и атмосферу в процессе излияния базальтовой лавы (когда большие объёмы лавы вытекают из недр на поверхность Земли), дегазацией, вызванной появлением на поверхности суши океанских отложений, богатых органическим материалом, во время изменения уровня моря или при изменении характера циркуляции воды в океанах. Смертоносные обстоятельства возникают при изменениях в составе и поведении атмосферы или кроются в факторах вроде характера распределения температур и циркуляции, которые диктуются свойствами атмосферы. Внезапное изменение климата, вероятно, сыграло свою роль в пермском вымирании, а удар астероида на Юкатане – вероятная причина меловой катастрофы. Но существует также ещё одна причина крупномасштабного массового вымирания: появление мирового разума.

Каждая из вышеперечисленных причин имеет лишь один источник. Тем не менее, история массовых вымираний на этой планете заставляет полагать, что с событиями, следы которых мы находим в летописи окаменелостей, связана больше, чем одна-единственная причина. Иногда эти многочисленные события происходят одновременно; иногда они разделены сотнями тысяч лет. Возможно, что одна пертурбация приводит планету в состояние стресса, делая её более восприимчивой к следующему событию. Похоже, что и пермская, и позднемеловая катастрофы были вызваны больше, чем единственной причиной.

Но является ли «причина» в действительности настолько важной вещью, чтобы её нужно было знать? Поколениям людей внушалось представление о том, что каждое преступление должно быть раскрыто, и когда решается вопрос «ктожеэтосделал», должен быть указан этот самый «кто». В случае с массовыми вымираниями нам, вероятно, придётся удовольствоваться скорее пониманием последствий, нежели причин.

Типичная последовательность событий в процессе массового вымирания начинается с фазы вымирания, когда быстро падает биологическое разнообразие. В это время темп вымирания (количество или процентная доля таксонов, вымерших в течение некоторого отрезка времени) намного превосходит «темп возникновения» (количество новых таксонов, эволюционирующих путём видообразования). По истечении некоторого времени фаза вымирания завершается, и за ней следует вторая фаза, часто называемая фазой выживания. Это время минимального разнообразия, но дальнейшего вымирания не происходит, или же оно незначительно. В течение этого интервала количество видов на Земле держится на одном уровне, не происходит ни его увеличения, ни снижения. Третья фаза, называемая фазой восстановления, наступает тогда, когда таксономическое разнообразие начинает медленно возрастать. Заключительной фазой является фаза распространения, и для неё характерно быстрое увеличение разнообразия благодаря эволюции новых видов. Последние три фазы группируются вместе в то, что известно как «период восстановления», за которым следует длительный период стабильности окружающей среды (вплоть до следующего массового вымирания). Темп восстановления обычно пропорционален интенсивности исчезновения, которое его вызвало: чем интенсивнее массовое вымирание, тем быстрее темп появления новых видов.

Сразу после массового вымирания в целом обнаруживаются таксоны трёх типов: выжившие, или таксоны-пережитки ; таксоны-прародители , эволюционные семена последующего восстановления; и таксоны катастрофы , виды, которые распространяются сразу по окончании массового вымирания. Все три типа таксонов в целом представляют собой формы, которые могут не только выдержать, но даже процветают в суровых природных условиях, следующих за событием массового вымирания. В общих чертах это мелкие простые формы, способные к жизни и выживанию в широком диапазоне местообитаний. Для таких организмов у нас есть другое название: сорняки.

Период восстановления примечателен возрастанием разнообразия. Эта внезапная волна эволюции возникает благодаря наличию множества свободных ниш, имеющихся в составе различных экосистем после массового вымирания. Из-за того, что так много видов было утрачено во время массового вымирания, появились новые возможности для видообразования. Дарвин однажды сравнил процесс видообразования с клином: в современном мире живёт так много видов, что новый вид, чтобы выжить и конкурировать, должен действовать, словно клин, выталкивая какой-то другой вид, уже укрепившийся на своём месте. Но после массового вымирания не было необходимости никуда вклиниваться.

На первых стадиях фактически любой новый дизайн оказывается успешным. Появляется много новых видов с морфологией или строением, которые выглядят довольно плохо приспособленными к своему местообитанию и менее совершенными по сравнению с видами, существовавшими до вымирания. Однако довольно быстро начинается процесс отсева путём естественного отбора, и быстро эволюционируют новые комплексы видов, более эффективно использующие ресурсы.

Великое массовое вымирание, завершившее пермский период, надолго оставило после себя дефицит видового многообразия, но в итоге в мезозойскую эру этот дефицит был восполнен. Фактически, после каждого массового вымирания, которое происходило на Земле за последние 500 миллионов лет, биологическое разнообразие не только возвращалось к своему прежнему значению, но даже превосходило его. Иногда на протяжении последних 100000 лет биологическое разнообразие оказывалось выше, чем было в любое время на протяжении последних 500 миллионов лет. Если бы количество массовых вымираний удвоилось, стал бы уровень разнообразия жизни на Земле ещё большим, чем он есть в наше время?

Любопытно, но, хотя этот вопрос возникает, ответ на него пока не выяснен ни одним способом. Летопись окаменелостей, однако, хранит некоторые свидетельства того, что массовые вымирания находятся скорее в колонке убытков, а не прибылей в бухгалтерской книге биологического разнообразия. Возможно, самую лучшую из такого рода подсказок даёт сравнительная история рифовых экосистем. Рифы – это наиболее разнообразные среди всех морских местообитаний; это влажные тропические леса океана. Поскольку на них живёт так много организмов с твёрдыми скелетами (в противоположность влажному тропическому лесу, где существует весьма немного существ хоть с каким-нибудь потенциалом для сохранения в ископаемом виде), у нас имеется превосходная летопись рифов, тянущаяся сквозь время. Рифовые местообитания сильно и с большим ущербом страдали во время всех прошлых массовых вымираний. Они пострадали от вымирания в большей степени, чем любая другая морская экосистема в течение каждого из шести главных эпизодов вымирания за последние 500 миллионов лет. После каждого массового вымирания рифы исчезают с лица Земли и обычно требуются десятки миллионов лет, чтобы они восстановились. Когда они возрождаются, этот процесс всегда происходит очень постепенно. Суть здесь в том, что массовые вымирания, по крайней мере, для рифов, очень вредны и создают исключительно дефицит биологического разнообразия. И говорим ли мы о рифах, тропических лесах или любой другой экосистеме, действительность состоит в том, что на протяжении миллионов лет после массового вымирания биологическое разнообразие планеты остаётся обедневшим.