Чтение онлайн

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.

ДОКЕМБРИЙСКОЕ ВЫМИРАНИЕ?

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.

Действительно, очень многие исследователи считают, что изменения уровня моря, особенно понижение его, явилось главным фактором многих отмеченных в каменной летописи массовых вымираний. Поскольку результатом выветривания и эрозии является размывание гор и холмов, снижающее общее превышение суши над уровнем морей, то всегда существуют и, вероятно, всегда были обширные пространства континентов, имеющие малую высоту над уровнем моря. В этих регионах даже сравнительно умеренные изменения уровня моря имеют драматические последствия. Биологическая активность является, как правило, высокой в мелких морях, и времена с высоким уровнем моря создают обширные пространства, благоприятные для морской жизни, но когда море отодвигается, многие из этих организмов вымирают. Общий размах колебаний уровня моря за последние 600 миллионов лет, по-видимому, был очень широк и составил по крайней мере 200 метров.

Несмотря на возможную роль изменений уровня моря при массовых вымираниях, очевидно все же, что они могли воздействовать только на морскую среду обитания. Вымирания, захватывающие также и большие количества обитателей суши (такие, как вымирание на границе мела и третичного периода), нельзя объяснить действием только таких изменений. Более того, не все известные колебания уровня моря, в том числе довольно значительные, совпадают с крупными вымираниями.

ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕВОДА ДАННЫХ В КОЛИЧЕСТВЕННУЮ ФОРМУ И ПОНИМАНИЕ МАССОВЫХ ВЫМИРАНИЙ

Геологи и палеонтологи, пытающиеся определить и понять вымирания, сталкиваются с рядом трудностей, которые заслуживают хотя бы беглого рассмотрения. Их легко потерять из вида, когда мы многословно рассуждаем о вымираниях, подобных пермо-триасовому, которое уничтожило 90 процентов морских видов. Действительно ли мы знаем это? И насколько надежны данные?

В сущности, мы знаем на основании изучения жизни в современных океанах, что тысячи видов не оставляют никаких или практически никаких сохраняющихся остатков. Это особенно верно в отношении беспозвоночных животных, например для червей, которые тем не менее являются многочисленными и важными членами морской фауны. Вероятно, что в пермский период еще меньшая доля морских организмов могла оставить после себя окаменелые остатки. Более того, только какая-то неизвестная нам доля этих организмов, которая действительно сохранилась в виде окаменелостей, была обнаружена и изучена. На динамической, постоянно изменяющейся Земле содержащие окаменелости осадочные породы могли подвергнуться субдукции, метаморфизму, подняты и начисто эродированы — и чем древнее порода, тем менее вероятно, что она могла избежать воздействия этих процессов. С другой стороны, существуют места, в которых осадки, богатые окаменевшими остатками живых организмов времен перми и триаса, сохранились, и в результате тщательного и подробного изучения именно этих местностей были получены данные о массовых вымираниях. Как уже было отмечено, в современных исследованиях применяются статистические методы, и хотя старая шутка о статистике, который утонул в реке со средней глубиной в четыре дюйма, подчеркивает тот факт, что статистические исследования не раскрывают всей истории, тем не менее очень большое число биологических семейств и родов, которые были изучены в связи с проблемой вымирания, гарантирует, что экстраполяция полученных выводов на все живые организмы является разумной процедурой.

Но даже к очень большим базам данных, документирующим, какие именно организмы пережили определенную границу, а какие исчезли, следует подходить с осторожностью. Неприятным, но вполне понятным аспектом палеонтологии — а в сущности и большинства наук — является специализация. Ее практическим результатом является то, что большинство палеонтологов являются специалистами по ископаемым остаткам только одного конкретного тонкого среза геологического времени — например, для перми или триаса или даже еще более ограниченной части временной шкалы. Так, специалист по перми может распознать некоторую группу организмов, которые исчезли из каменной летописи в конце этого периода. Но специалист по триасу может поместить одного выжившего члена этой группы в совершенно другую триасовую группу. В определенном смысле это будет ложное вымирание, по крайней мере для рассматриваемой группы: она «исчезает» только в силу принятой схемы классификации, а не в действительности.

Еще одним аспектом вымирания, к которому всегда следует подходить критически, является вопрос о причине и следствии. Трудно не поверить, что столкновение с космическим телом, происшедшее на границе мела с третичным периодом, повлияло на некоторые вымирания конца мела в силу того, что время этого события точно совпадает с независимо, на основе окаменелостей, определенной границей. Но это не является однозначным доказательством для установления причинного отношения. Проблема причины и следствия является еще более трудной для пермо-триасового и других вымираний, для которых нет указаний на связь с почти мгновенной катастрофой. Мы можем доказать, что изменения уровня моря, климатические изменения или другие какие-нибудь факторы совпадают с конкретным вымиранием, но только тогда, когда можно будет показать однозначно, что вымершие организмы были наиболее чувствительны именно к таким изменениям, эта связь может считаться установленной с некоторой уверенностью.

ВЕЛИКИЙ ПЕРМО-ТРИАСОВЫЙ КРИЗИС

Грандиозный характер событий, происшедших на границе мела и третичного периодов, несколько затмил подавляющее значение пермо-триасовых вымираний, когда нашли свой конец большинство видов, существовавших тогда в океанах. Опустошение суши было чуть менее тотальным. Характер жизни на Земле радикально изменился; последствия этого изменения все еще воздействуют на нас в форме всех живущих теперь растений и животных. Причины этого события — или событий — неясны, но принято считать, что для уничтожения столь большой части жизни на Земле должны были существовать весьма суровые причины.

Картина, вырисовывающаяся в результате исследования границы перми и триаса, очень отличается от условий, существовавших на границе мела и третичного периода. Данные, относящиеся к пермо-триасу, рисуют нам ряд сложных закономерностей вымирания перед лицом сложных и взаимосвязанных изменений среды обитания. Не был установлен какой-либо четкий, ясный и определенный виновник этих изменений, но зато ученые много узнали о механизмах вымирания. И тем не менее связи между причиной и следствием все еще остаются очень тонкими и неопределенными.