Эволюция не стала долго ждать после вымирания динозавров

Неожиданно быстрая эволюция

Вскоре после падения астероида, уничтожившего динозавров, жизнь восстановилась с удивительной скоростью. Новый анализ скорости осадконакопления показал: первые волны морских видов появились уже через несколько тысяч лет после массового вымирания. Это на многие тысячелетия быстрее, чем предполагали учёные ранее.

Результаты, опубликованные 21 января в журнале Geology, заставляют пересмотреть представления о том, насколько быстро эволюция после вымирания динозавров может восстанавливаться биоразнообразие. Причём речь идёт не только о далёком прошлом — эти выводы актуальны и для сегодняшнего дня. Ведь изменение климата и другие антропогенные факторы ускоряют экологические потрясения. 

«Это действительно помогает понять, как быстро могут эволюционировать виды», — говорит Кристофер Лоури, палеоокеанограф из Техасского университета в Остине. Он добавляет, что исследование даёт редкую «возможность заглянуть в геологическое прошлое и понять, как экосистемы восстанавливаются после быстрых и резких изменений».

Секреты планктонных фораминифер

Ключевые доказательства учёные получили, изучая морские окаменелости — планктонные фораминиферы. Это одноклеточные организмы, жившие в древних океанах. Их крошечные минеральные раковинки сохранились до наших дней. Первое появление одного из таких видов (с труднопроизносимым названием Parvularugoglobigerina eugubina) служит общепризнанной геологической меткой начала восстановления жизни после удара астероида.

Широко цитируемая оценка 2011 года помещала эту метку примерно на 30 000 лет после Чиксулубского удара (на месте современного полуострова Юкатан в Мексике). Та оценка основывалась на измерении толщины слоёв горных пород между горизонтом вымирания и первым появлением P. eugubina. Затем исследователи проецировали прошедшее время, используя средние скорости осадконакопления, полученные для гораздо более длительных геологических интервалов.

Сам Лоури никогда не сомневался в этой цифре. Однако всё изменилось, когда она начала противоречить данным, которые он видел в других местах.

Новый метод датировки: гелий-3

Работая с кернами осадочных пород, полученными из кратера Чиксулуб, Лоури и его коллеги использовали гелий-3. Это редкая форма газа, который попадает на Землю с почти постоянной скоростью вместе с межпланетной пылью. С её помощью учёные рассчитали, как быстро накапливались отложения сразу после удара.

Любопытно, что космическая пыль указала: P. eugubina появилась уже через 6000 лет после катастрофы, уничтожившей динозавров. Однако Лоури не спешил доверять этому результату.

Вместе с коллегами он обратился к опубликованным данным из других точек мира. Особое внимание уделялось местам, где исследователи измеряли гелий-3 и идентифицировали первые пост-вымирающие фораминиферы. Но никто ранее не использовал эти измерения вместе, чтобы пересмотреть эволюционные временные шкалы.

Усреднив данные по шести участкам (включая кратер Чиксулуб и морские отложения в Италии, Испании и Тунисе), они обнаружили: отложения накапливались гораздо быстрее, чем считалось ранее — не за десятки тысяч лет. В среднем P. eugubina появлялась уже через 6400 лет после удара. Другие планктонные виды возникли всего через одну-две тысячи лет. Затем последовал всплеск появления новых видов, которые заполнили экологические ниши, опустевшие после того, как астероид уничтожил три четверти всех растений и животных, включая большинство морского планктона.

Еще быстрее: десятилетия вместо тысячелетий

Более короткий временной интервал важен, потому что он переосмысливает раннюю палеоценовую эпоху как период чрезвычайно быстрого обновления, а не долгого и медленного возвращения к жизни после катастрофы. Однако даже этот уточнённый срок может преуменьшать реальную скорость восстановления видов.

В прошлом году палеобиолог Брайан Хубер из Смитсоновского музея естественной истории и его коллеги использовали температурные сигналы, законсервированные в раковинах фораминифер. Анализ сигналов показал, что новые виды планктона могли появиться всего через несколько десятилетий после падения астероида. Сопоставив летопись окаменелостей с климатическими моделями, исследователи пришли к выводу: после непродолжительного послеударного мрака (когда атмосферу заполнили сажа и пыль) небо быстро очистилось. Затем последовало быстрое глобальное потепление, которое, вероятно, дало толчок эволюционным изменениям в восстанавливающемся океане — в мгновение ока по геологическим меркам.

Этот анализ отличается от подхода Лоури: он опирается на расчётное время, полученное из климатических моделей, а не на прямые оценки скорости накопления осадков. Но если эти модели точно отражают скорость пост-ударных изменений (и, следовательно, появление новых видов), то «о господи, это происходит даже быстрее, чем предполагалось», — говорит Хубер. «Это действительно открывает глаза».

Что это значит для сегодняшнего дня

В совокупности эти данные показывают, как стремительно природа способна обновляться после бедствия. «Жизнь начинает восстанавливаться, как только появляется хоть какая-то возможность», — говорит Виви Вайда, палеобиолог из Шведского музея естественной истории в Стокгольме.

Тем не менее, даже стремительное видообразование не может быстро исправить последствия массового вымирания, предупреждает Лоури. Он отмечает, что экосистемам потребовались миллионы лет для полного восстановления — и ничего похожего на динозавров уже не вернулось.

Таким образом, эволюция после вымирания динозавров показывает нам парадокс: природа способна удивлять своей скоростью адаптации, но полное восстановление биоразнообразия требует огромного времени. Это урок, который стоит учитывать при современном кризисе биоразнообразия. Узнайте, как изменение климата влияет на эволюцию сегодня.

По материалам www.sciencenews.org (автор Elie Dolgin)