Недавно ученые высказали предположение о том, что на Земле началось шестое массовое вымирание видов. Какой бы страшной ни была эта новость, люди слишком умны и слишком важны, чтобы исчезнуть, не так ли? Палеонтологи давно уже пытаются пролить свет на этот вопрос, занимаясь поисками общих правил, которые помогут предсказать выживание того или иного вида.
Это не самое простое занятие, однако проведенные на сегодня исследования указывают на то, что ситуация не в нашу пользу, и шансов у нас не очень много.
Пределы разнообразия
Жизнь на нашей планете началась с одноклеточных, появившихся примерно 3,5 миллиарда лет тому назад. С тех пор произошел всплеск биологического разнообразия, и живые организмы достигли уровня максимальной сложности. На Земле появились и постоянно эволюционируют миллионы видов.
Но как мы прошли такой огромный путь от одного до многих миллионов видов? Давайте проведем один простой мысленный эксперимент. Родословную можно поделить надвое, и тогда получится, что один вид дает два, два вида дают четыре, четыре вида дают восемь и так далее. Если прочертить этот процесс в виде кривой, то количество видов со временем вырастет в прогрессии. Конечно, виды не только появляются, но и исчезают; однако если исходить из того, что второе происходит реже первого, мы в итоге получим кривую геометрической прогрессии.
Но может ли биологическое разнообразие увеличиваться вечно? Чарльз Дарвин определенно так не считал, полагая, что Земле не хватит для этого пропускной способности. Он сравнивал виды с клиньями, которые забивают в бревно, где каждый занимает свою собственную нишу или участок в экопространстве. Когда количество клиньев приближается к значению максимально допустимой нагрузки, вставлять новые становится все труднее, и дополнительные клинья начинают вытеснять старые.
Идея о том, что количество видов на Земле конечно, несколько меняет нашу простую модель. В начале процесса число видов далеко от максимально допустимой нагрузки, и рост идет в геометрической прогрессии. Затем включаются тормоза, темпы роста замедляются, и показатели разнообразия выравниваются. В совокупности эти силы создают сигмоиду в форме буквы S.
Так что же мы видим, когда смотрим на реальную историю жизни, изучая окаменелости? К счастью, палеонтологи регулярно составляют каталоги по видам ископаемых остатков, а поэтому у нас есть возможность для сравнения. Однако они показывают весьма сложную картину.
Массовое вымирание как переломный момент
Самые первые кривые биологического разнообразия выстраивали для морских организмов. Они показали, что за последние полмиллиарда лет было пять массовых вымираний, в ходе которых многообразие видов заметно и очень быстро сократилось. Первые два вымирания, одно в ордовикский период около 444 миллионов лет назад, а второе в девонский период примерно 359 лет назад, произошли по всей видимости тогда, когда многообразие видов достигло пика в своем росте и остановилось. Оно просто отошло назад к прежним значениям, когда случились эти вымирания.
Третье массовое исчезновение видов, которое назвали «Великим вымиранием», произошло примерно 252 миллиона лет назад на границе между пермским и триасовым периодом. Оно было намного крупнее, превзойдя по масштабам предыдущие два и последующее, которое привело к гибели динозавров. В результате этого вымирания погибло, наверное, 96% всех морских видов.
Его последствия также оказались намного серьезнее. Количество классов и семейств не восстановилось до прежнего уровня, а постепенно выросло до максимума ордовикского и пермского периодов, после чего продолжало расти вплоть до сегодняшнего кризиса биологического разнообразия.
Насколько возможны такие кардинальные изменения? Массовое вымирание наверняка является результатом каких-то катастрофических изменений в окружающей среде, и происходит оно с такой скоростью, что животным трудно приспособиться к новым условиям и эволюционировать. Некоторые виды вымирают быстрее других, причем происходит это так, что их исчезновение трудно предсказать.
Лучше всего это можно проиллюстрировать на примере двух групп похожих на моллюсков морских организмов, имеющих схожие условия обитания и образ жизни: это брахиоподы (Phylum Brachiopoda) и двустворчатые (Phylum Mollusca). До окончания пермского периода 252 миллиона лет назад брахиоподы, или плеченогие, были намного разнообразнее как тип, чем двустворчатые. Но Великое вымирание ударило по плеченогим намного больнее, чем по двустворчатым. Кроме того, двустворчатые гораздо быстрее восстановились. Они не только начали господствовать после массового исчезновения, но и стали намного многообразнее, чем в свое время брахиоподы.
Такой поворот судьбы возможен тогда, когда одна группа уже заполнила экопространство, мешая другим группам закрепиться на своем плацдарме. Сместить ее могут только быстрые перемены в окружающей среде, дающие экологическим конкурентам такие возможности, каких у них прежде не было. Эти усиливающиеся группы могут также более тонко и точно делить экопространство (забивая более мелкие клинья, если приводить дарвиновскую аналогию), благодаря чему притормозившая кривая разнообразия снова устремляется вверх. Новые виды могут также менять окружающую среду таким образом, что образуются ниши для других организмов, и тем самым возникает новое экопространство (то есть, пресловутое бревно Дарвина увеличивается).
Нечто подобное произошло на суше с исчезновением динозавров в меловом и палеогеновом периоде примерно 66 миллионов лет назад. Во время того вымирания млекопитающие пострадали меньше остальных. По иронии судьбы в ходе прежнего Великого вымирания (оно произошло на 186 миллионов лет раньше) почти полностью погибли исключительно успешные предки современных млекопитающих терапсиды, благодаря чему и начался расцвет археозавров и в конечном итоге динозавров. Как аукнется, так и откликнется.
Угадать победителей
Поскольку крупные изменения в биологическом разнообразии на Земле являются заложниками капризов фортуны, палеонтологи ищут общие правила, позволяющие предсказать выживание одних и вымирание других. Первое правило, похоже, состоит в следующем: на суше крупные животные находятся в невыгодном положении.
Тревогу вызывает то, что мел-палеогеновое вымирание пережили очень немногие животные размером крупнее собаки. Есть и другие неблагоприятные факторы, такие как экологическая специализация и ограниченное географическое распределение.
В периоды между вымираниями обширное территориальное распределение служит чем-то вроде прочной страховки. Но недавно было показано, что географическое распространение не оказало никакого воздействия на количество выживших видов сухопутных позвоночных в конце триасового вымирания 200 миллионов лет назад. Физические факторы, вызывающие массовое исчезновение видов, например, астероиды, массовые вулканические явления и прочее, настолько разрушительны и имеют такие мощные глобальные последствия, что исчезнуть могут даже самые широко распространенные и многочисленные виды.
Поэтому очень трудно делать обобщения и прогнозы. Но мы точно знаем, что в полной безопасности не может быть никто. Сталкиваясь с перспективой шестого массового вымирания видов, которое на сей раз вызвано человеческой деятельностью, мы должны помнить, что исчезновение часто ускоряются и проходят совершенно непредсказуемо.
Потеря одного вида может иметь непредвиденные последствия для многих других, поскольку экосистемы связаны тысячами тонких нитей взаимодействия, которые нам не всегда понятны. Остается надеяться, что такой крах экосистемы достаточно далек от нас, и что мы сумеем его предупредить. К сожалению, первые признаки, такие как фрагментация ареалов и утрата видов в тропических лесах и рифах, не сулят ничего хорошего.
Источник: inosmi.ru