Дж. Д. Макдугалл - Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед

Скорость вымирания морских организмов (в процентах от количества вымерших биологических семейств) очень резко колебалась на протяжении последних нескольких сот миллионов лет. Наибольшая скорость совпадает с границами между геологическими периодами. Приведено с изменениями по рисунку 1 из статьи Д. М. Рауп и Дж. Дж. Селкоски в журнале «Сайенс», том 231, стр. 832. Американская ассоциация за прогресс в науке. Используется с разрешения.

Полезно вспомнить, что крупные массовые вымирания, подобные случившимся на границах мела и третичного периода или перми и триаса, происходят на фоне текущих вымираний, являющихся нормальной особенностью эволюции. Что отличает события массового вымирания, так это драматическое возрастание скорости, с которой происходит вымирание, и их глобальный характер. Границы между подразделениями шкалы геологического времени, определенные первыми геологами, фиксируют моменты в истории Земли, когда произошли крупные по масштабу, резкие и широко распространенные изменения. Они определялись чисто качественным образом: старые формы исчезали, новые занимали их место, а граница проводилась посредине. Современный, более строгий анализ ископаемой летописи использует статистику для оценки скоростей, с которыми появляются и исчезают группы животных и растений. Эти исследования осветили пять или шесть действительно крупных вымираний, каких следовало бы ожидать, если бы столкновение с каким-нибудь космическим телом, которое представляет собой поистине мгновенное событие, играло роль в вымираниях. И если причины большинства массовых вымираний являются гораздо более земными, чем столкновение с внеземным объектом, то, может быть, кое-что можно узнать о них путем изучения того, что известно о подоплеке «нормальных», постоянно происходящих вымираний. В отношении последних существует целый ряд примеров из настоящего и из сравнительно недавнего прошлого, которые дают нам совершенно однозначную информацию о причинах. Прежде всего здесь играют роль климатические изменения, даже очень тонкие. Например, в наши дни в пустынях южной Калифорнии существуют виды мелких рыб, которые выживают только в нескольких изолированных оазисах. Если они не будут защищены человеком, то они скоро вымрут. Несколько тысяч лет назад, в более водообильные для этого региона времена, эти рыбы процветали в больших озерах, существовавших там, — как и индейцы племени кахуилла, кочевавшие в окрестностях этих озер.

Существуют сильные косвенные доказательства того, что в основе некоторых крупных вымираний прошлого лежат климатические изменения. Конкуренция, особенно конкуренция из-за пищи, является второй причиной вымирания, хотя вряд ли она являлась преобладающей причиной при массовых вымираниях. Некоторые ученые возражали против того взгляда, что конкуренция явилась причиной подчиненной роли млекопитающих в течение мезозоя. Хотя их эволюция как бы приостановилась в начале этой эры, они смогли захватить господствующее положение только после исчезновения динозавров, то есть почти 200 миллионов лет спустя. В историческое время неизбежное или даже планируемое внедрение чуждых видов человеком часто приводило к упадку, а иногда и к полному исчезновению туземных популяций как растений, так и животных из-за конкуренции. Стоит привести здесь в качестве примера почти полное вымирание туземных австралийских сумчатых, начавшееся, когда человек впервые появился на этом континенте.

Список возможных факторов массового вымирания является довольно длинным. Он содержит различные механизмы, начиная с экзотических и кончая обычными. В качестве примеров укажем на возможный взрыв ближайшей сверхновой звезды, в результате которого Земля получила сверхдозу смертельной радиации; последствия тектоники плит, выразившиеся в движении континентов в благоприятные или неблагоприятные климатические пояса, а также поднятия и опускания уровня океанов. Вероятно, одним из наилучших способов исследовать возможное значение некоторых из них является более подробное изучение уже установленных вымираний и, в частности, определение типов вымерших организмов, а также поиски независимых свидетельств любых изменений среды обитания во время вымирания.

Первое событие, которое по крайней мере некоторыми палеонтологами считается массовым вымиранием, произошло в докембрийское время. Его точное время с определенностью не установлено, но произошло оно где-то в конце протерозойской эры. Организмы, которые оно затронуло, относятся к эдиакаранской фауне, упоминавшейся в главе 7, хотя некоторые виды водорослей тоже, кажется, исчезают примерно в это же время. Среди палеонтологов идут довольно жаркие споры, где именно эдиакаранские животные подключаются к общей схеме эволюции, и особенно по вопросу, связаны они или нет с фауной типа поздних сланцев Берджесс-Шэйл. Но независимо от их связей с другими организмами эдиакаранские

ископаемые остатки широко распространены в отложениях позднедокембрийского мелководья; их находят на большинстве современных континентов. Относительно хорошая сохранность, несмотря на отсутствие у них минерализованных скелетов или раковин, и их очевидно быстрое исчезновение были загадкой. И действительно, было выдвинуто возражение, что эти животные вовсе не подверглись массовому вымиранию; их внезапное исчезновение в ископаемой летописи обусловлено изменением условий их сохранности как окаменелостей. Наиболее часто упоминаемой причиной таких изменений является резкое увеличение числа падальщиков, донных, живущих в иле животных или окисляющих бактерий, которые — порознь или все вместе — быстро бы уничтожили хрупкие остатки эдиакаранских животных. Однако не было найдено никаких независимых свидетельств того, что увеличение количества любых из этих организмов действительно совпало с исчезновением эдиакаранских животных. Кроме того, имеется много примеров более поздних отложений, не содержащих эдиакаранских окаменелостей, которые в других отношениях очень похожи на них. В них не обнаружено никаких признаков резких изменений среды их отложения. Таким образом, исчезновение этой весьма разнообразной по количеству форм фауны вместе с признаками вымирания некоторых типов водорослей приблизительно в это же время показывает, что в конце протерозоя действительно произошло массовое вымирание.

Но если такое событие действительно произошло, то какова была его причина? Отложения, относящиеся к этому периоду времени, были тщательно изучены на предмет повышенного содержания иридия, но таковые не были обнаружены. На основании имеющихся (по общему признанию скудных) данных, лучшее объяснение состоит в том, что предпочтительная среда обитания эдиакаранских животных — мелководье — резко сократилась по площади в результате падения уровня моря. Анализ осадков, сохранившихся от позднего докембрия, говорит о повторяющихся циклах подъема и спада уровня воды. Одно из крупнейших понижений уровня океана (называемых также регрессией — отступанием) в течение этого времени совпадает как будто с вымиранием эдиакаранской фауны.