Международная группа ученых под руководством Университета Стэнфорда объяснила, почему группы морских организмов по-разному пережили крупнейшее массовое вымирание в истории Земли. Оно произошло около 252 млн лет назад, примерно 251,9 млн лет назад по современной геологической шкале, на границе Пермского и Триасового периодов. Эта граница завершила палеозойскую эру и открыла мезозойскую. Исследование связывает различия в выживаемости с физиологией организмов и их способностью переносить быстрое потепление и нехватку кислорода.
Во время катастрофы исчезло более 90% морской жизни; отдельные оценки достигают 96% морских видов. На суше вымерло около 70% наземных позвоночных. Точные доли зависят от метода подсчета и определения видов, однако масштаб события не вызывает сомнений: его считают крупнейшим из пяти традиционно выделяемых массовых вымираний. Последствия распределились неравномерно: одни группы почти исчезли, другие пережили кризис и позже заняли освободившиеся экологические ниши.
Авторы исследования, опубликованного в журнале PNAS, объединили лабораторные эксперименты с моделированием баланса между потребностью организмов в кислороде и его доступностью в древних морях. Согласно результатам работы, брахиоподы и криноидеи, характерные для палеозойской фауны, могли переносить низкое содержание кислорода, но хуже справлялись с ростом температуры. В теплой воде метаболизм ускорялся, а растворенного кислорода становилось меньше. Животным требовалось больше кислорода именно тогда, когда получить его было труднее. Более высокая физиологическая устойчивость помогала некоторым группам пережить этот стресс.
Вымирание происходило на фоне масштабных извержений Сибирских траппов, продолжавшихся сотни тысяч лет. Выбросы углекислого газа и сернистых газов способствовали быстрому потеплению и меняли океаническую циркуляцию. Кислород хуже поступал в глубинные воды, а в отдельных бассейнах распространялись аноксические, лишенные кислорода, и эвксинные воды с токсичными сульфидами, включая сероводород. Закисление океана также стало одним из стрессоров, но не единственным объяснением кризиса. Результаты этой работы отводят температуре и дефициту кислорода более значимую роль в различиях между группами.
До катастрофы в морских экосистемах преобладали древние группы организмов. После кризиса их состав изменился: освободившиеся ниши постепенно заняли моллюски и рыбы, а позже в экосистемах распространились иглокожие. Как отмечает профессор Эрик Андерс Сперлинг, Пермско-Триасовый кризис развивался на фоне относительно холодных, насыщенных кислородом океанов. Резкий рост концентрации углекислого газа изменил условия жизни. Восстановление экосистем после вымирания заняло длительное геологическое время.
Сходство некоторых процессов с современными изменениями климата, в частности потепления и снижения содержания кислорода в океанах, помогает исследовать пределы устойчивости организмов. Но это не делает две эпохи полностью сопоставимыми. Скорость и исходные условия изменений различаются, поэтому древние оценки вымирания нельзя напрямую переносить на современность. В одном из материалов редакции рассматривались последствия природных катастроф для экосистем, например пожар в Альмерии, приведший к гибели людей и разрушению среды обитания. Масштабы этих событий несопоставимы, однако оба показывают, как быстро меняющиеся условия могут серьезно вредить природе.
Пермско-Триасовое вымирание изменило ход эволюции жизни и состав морских экосистем. Его изучение показывает, что при потеплении особенно уязвимы организмы с высокой потребностью в кислороде и ограниченными возможностями переместиться в более благоприятную среду. Современность не обязательно повторит древний сценарий, однако сочетание жары и кислородного дефицита, на фоне изменений химического состава океана, создает серьезную нагрузку на живые организмы.
