Събития като Пермско-триасовата и Триасово-юрската граница, които преоформят посоката на живота
1. Ролята на масовите изчезвания
През 4,6 милиарда години история на Земята животът е преживял множество кризи на масово изчезване, при които за сравнително кратък геоложки период изчезва значителна част от световните видове. Такива събития са:
- Премахва доминиращите клади, отваряйки екологични ниши.
- Подпомага бързата еволюционна радиация на оцелелите групи.
- Променя състава на сухоземната и морската биота.
Докато „фонното изчезване“ протича постоянно (основен показател за изчезване), масовите изчезвания значително надвишават обичайното ниво, оставяйки глобални „белези“ в изкопаемия запис. От „Петте големи“ събития Пермско-триасовото е най-катастрофалното, но и преходът Триас–Юра предизвика значителни промени във фауната. И двете показват как важни екологични смутове „разтърсват“ историята на Земята.
2. Пермско-триасово (P–Tr) изчезване (~252 млн. г.)
2.1 Мащаб на кризата
Масовото изчезване в късния Пермски период, наричано още Пермско-триасово (P–Tr) и известно като „Голямата смърт“, се счита за най-голямото известно изчезване:
- В моретата: изчезнаха около 90–96% от морските видове, включително значими безгръбначни групи като трилобити, рогови (роговидни) корали и много брахиоподи.
- На сушата: изчезнаха около 70% от сухоземните гръбначни видове; също така изчезна голяма част от растенията.
Никакви други изчезвания не достигнаха този мащаб, практически унищожавайки Палеозойските екосистеми и отваряйки пътя към Мезозоя.
2.2 Възможни причини
Вероятно се съчетаха множество фактори, макар точният им принос все още да е спорен:
- Вулканизъм на сибирските капани: Огромни изливания на базалти в Сибир отделиха големи емисии на CO2, SO2, халогени и аерозоли, предизвиквайки глобално затопляне, окисляване на океаните и евентуално изтъняване на озоновия слой.
- Освобождаване на метанов хидрат: Затоплящите се океани може да са дестабилизирали метановите клатрати, засилвайки още повече парниковия ефект.
- Ониксия на океаните: Застой на водата в дълбочина, повишени температури и промени в циркулацията доведоха до широко разпространена морска ониксия или евксиния (поява на H2S).
- Удар?: Има по-малко данни за голям удар (за разлика от, например, случая Креда–палеоген). Някои предлагат по-малки болидни събития, но вулканизмът и климатичните промени остават основни [1], [2].
2.3 Последици: възход на архозаврите и триасово възстановяване
След изчезването екосистемите трябваше да се възстановят от много ниско разнообразие. Традиционните палеозойски групи (някои „мамалоподобни влечуги“ синapsиди) бяха силно намалени, затова архозаврите влечуги (от които произлизат динозаврите, птерозаврите, крокодилите) заеха доминиращи позиции през триаса. В морската среда започнаха да се появяват нови групи (напр. ихтиозаври), както и организми, изграждащи рифове. Този „нов старт“ ясно се вижда в резките промени на фосили, маркиращи прехода от палеозой към мезозой.
3. Изчезването Триас–Юра (T–J) (~201 млн. г.)
3.1 Обхват и засегнати групи
Граница Триас–Юра, макар и не толкова тежка като събитието P–Tr, все пак беше значима: изчезнаха около 40–45% от морските родове, както и множество сухоземни групи. В океаните конодонтите и някои големи земноводни силно намаляха, а също пострадаха някои безгръбначни групи, като амонитите. На сушата различни архозаври (фитозаври, аетозаври, рауисухиди) бяха силно засегнати, отваряйки пространство за динозаврите, които процъфтяваха през юрския период [3], [4].
3.2 Възможни причини
Версиите за причинността на T–J включват:
- CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) вулканизъм: Широко изливане на базалти при разпадането на Пангея, отделящ големи количества парникови газове и предизвикващ глобално затопляне, окисляване на океаните и други климатични смущения.
- Промени в морското равнище: Тектонични промени може да са повлияли на местообитанията на плитките морета.
- Удар?: По-малко ясни данни за голям астероид на границата T–J, за разлика от K–Pg. Възможно е да е имало по-малки удари, но вулканизмът и климатичните смущения изглежда доминират.
3.3 Възходът на динозаврите
Изчезването на T–J силно засегна много триасови архозаври, а dinozaurите – оцелели в по-малки форми – скоро се възползваха от възможността. Ранната юра свидетелства за огромното разпространение на познати групи динозаври (от зауроподи до тероподи), които през следващите 135+ млн. години доминираха в нишите на големи сухоземни тревопасни и хищници, утвърждавайки пълната „Ера на влечугите“.
4. Механизми на масовите изчезвания и екологични последици
4.1 Нарушения в цикъла на въглерода и климата
Масовите изчезвания често съвпадат с внезапни климатични промени, като усилване на парниковия ефект, аноксия или окисляване на океаните. Вулканичните емисии на CO2 или метан от клатрати допълнително увеличават затоплянето, намаляват разтворения кислород в океаните, което засяга морските безгръбначни. На сушата се появява топлинен стрес и колапс на екосистемите. При такива радикални условия видовете, които не могат да се адаптират, внезапно изчезват, предизвиквайки „лавина“ от изчезвания.
4.2 Колапс и възстановяване на екосистемите
Когато умират ключови (keystone) видове, рифови общности или важни първични продуценти, се формират временни „катастрофални фауни“, в които доминират опортюнисти или устойчиви организми. През десетки хиляди или милиони години нови групи заемат свободни ниши и се разрастват значително, така че масовите изчезвания имат двоен ефект: трагична загуба и последваща еволюционна иновация. Доминирането на архозаврите след P–Tr и скокът на динозаврите след T–J са примери за това.
4.3 Домино ефект и хранителни мрежи
Масовите изчезвания подчертават взаимната зависимост в хранителните мрежи: при смъртта на ключови продуценти (напр. планктон) умират организми от по-високи трофични нива, разпространявайки изчезването. На сушата загубата на големи тревопасни влияе на хищниците. Всяко изчезване показва как екосистемите могат да се сринат, ако основните фактори бъдат надхвърлени.
5. Маркери в записа на фосилите: как разпознаваме масовите изчезвания
5.1 Гранични зони и биостратиграфия
Геолозите определят събития на масово изчезване по гранични слоеве в скалите, където голяма част от видовете фосили внезапно изчезват. За случая P–Tr е характерна световна „гранична глина“ с характерна промяна в изотопите на въглерода (δ13C) и внезапна загуба на разнообразие на фосилите. Границата T–J има подобни геохимични (въглеродни изотопни) промени и обновяване на фосилите.
5.2 Геохимични маркери
Изотопни аномалии (C, O, S), следови елементи (напр. повишение на иридия в слоя K–Pg) или седиментни промени (черни шисти, показващи аноксия) показват екологични смущения. На границата P–Tr силни отрицателни δ13C показват прилив на CO2/CH4 в атмосферата; на границата T–J вулканизмът CAMP може да е оставил базалтови слоеве и свързани климатични следи.
5.3 Постоянни дискусии и уточняване на хронологиите
Непрекъснатите палеонтологични изследвания уточняват времето, скоростта и селективността на всяко събитие. По отношение на P–Tr някои предлагат няколко импулса, а не един. По отношение на T–J се изяснява дали изчезванията са били постепенни или внезапни на границата. Нашето разбиране се обогатява с нови находки и усъвършенствани методи за датиране.
6. Еволюционно наследство: промени във фауната
6.1 От Перм–триас до Триас
Масовото изчезване П–Т сложи край на палеозойското доминиране (напр. трилобити, множество синапсиди, някои корали) и освободи пространство:
- За възхода на архозаврите – появата на динозаври, птерозаври, „крокодилски“ клонове.
- За разпространението на морските влечуги – ихтиозаври, нотозаври, по-късно плезиозаври.
- За новите строители на рифове – склерактинови корали, морски таралежи, нови доминации на двустворки.
6.2 От Триас–Юра до „средния“ Мезозой
При събитието Триас–Юра големите триасови крутозаври и други архозаври бяха засегнати, а динозаврите станаха доминиращи сухоземни животни, формиращи добре познатата юрско-кредна динозавърска фауна. Морските екосистеми също се промениха: амонитите, съвременните корали и новите линии риби процъфтяха. Това беше подготовка за „златния век“ на динозаврите през юрския и кредния период.
6.3 Бъдещи прозрения за изчезванията
Изследването на тези древни катастрофи помага да разберем как животът би реагирал на антропогенната климатична криза или настоящите смущения. Миналото на Земята разкрива, че масовите изчезвания са наистина изключителни, но понякога повтарящи се явления, след които остава напълно променен пейзаж на живота. Това подчертава както устойчивостта, така и уязвимостта.
7. Заключение
Изчезванията на границите Перм–триас и Триас–юра коренно преобразиха развитието на живота на Земята, унищожавайки цели групи и давайки свобода на нови клонове (особено на динозаврите). Въпреки че събитието П–Т беше най-страшното, изчезването Т–Ю също е много важно, тъй като премахна конкуренцията от триасовия период, освобождавайки доминирането на динозаврите за останалата част от мезозоя. Всяко от тях показва, че масовите изчезвания, макар и катастрофални, действат като повратни точки в историята на еволюцията, стимулирайки нови еволюционни вълни и оформяйки биотата на Земята за десетки милиони години.
Дори сега палеонтолозите и геолозите усъвършенстват разбирането си за това – какво предизвиква тези кризи, как екосистемите се сриват и как оцелелите се адаптират. Изследвайки историите на древните изчезвания, ние получаваме ценни знания за крехкостта и устойчивостта на живота, взаимодействието между геологията и биологията, както и непрекъснатите цикли на разпад и възстановяване, които определят динамичната история на Земята.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Erwin, D. H. (2006). Extinction: How Life on Earth Nearly Ended 250 Million Years Ago. Princeton University Press.
- Shen, S. Z., et al. (2011). „Калибриране на масовото изчезване в края на перма.“ Science, 334, 1367–1372.
- Benton, M. J. (2003). When Life Nearly Died: The Greatest Mass Extinction of All Time. Thames & Hudson.
- Tanner, L. H., Lucas, S. G., & Chapman, M. G. (2004). „Оценка на записите и причините за изчезванията в късния триас.“ Earth-Science Reviews, 65, 103–139.