Masiniai išnykimai ir faunos virsmai

Масові вимирання і зміни фауни

Такі події, як межі Пермсько-тріасового та Тріасо-юрського періодів, які заново сформували напрямок життя

1. Роль масових вимирань

За 4,6 мільярда років історії Землі життя пережило не одну кризу масового вимирання, коли за досить короткий геологічний період зникала значна частина світових видів. Такі події:

  • Видаляє домінуючі клади, відкриваючи екологічні ніші.
  • Сприяє швидкій еволюційній радіації збережених груп.
  • Змінює склад наземної та морської біоти.

Поки «фонове вимирання» відбувається постійно (основний показник вимирання), масові вимирання значно перевищують звичайний рівень, залишаючи глобальні «шрами» у викопному записі. З «П’яти великих» подій Пермсько-тріасове є найкатастрофічнішим, але перехід Тріас–Юра також спричинив значні зміни у фауні. Обидва демонструють, як важливі екологічні потрясіння «збурюють» історію Землі.

2. Пермсько-тріасове (П–Тр) вимирання (~252 млн років тому)

2.1 Масштаб кризи

Пізній Пермський період відзначений Пермсько-тріасовим (П–Тр) масовим вимиранням, також відомим як «Велика смерть», яке вважається найбільшим відомим вимиранням:

  • В морях: зникло близько 90–96 % морських видів, серед них важливі безхребетні групи, такі як трилобіти, рогові (рогові) корали та багато брахіопод.
  • На суходолі: зникло близько 70 % видів наземних хребетних; також зникла значна частина рослин.

Жодне інше вимирання не дорівнювало цьому масштабу, фактично знищивши екосистеми Палеозою і відкривши шлях Мезозою.

2.2 Можливі причини

Ймовірно, співпало багато факторів, хоча точний їх внесок досі обговорюється:

  1. Вулканізм сибірських трапів: Величезні базальтові виливи в Сибіру спричинили значні викиди CO2, SO2, галогенів та аерозолів, викликавши глобальне потепління, закислення океанів і, можливо, руйнування озонового шару.
  2. Вивільнення метанового гідрату: Потепління океанів могло дестабілізувати метанові клатрати, ще більше посилюючи парниковий ефект.
  3. Аноксія океанів: Стагнація води в глибинах, підвищення температури та зміни циркуляції призвели до широкої морської аноксії або евксинії (появи H2S).
  4. Удар?: Менше даних про великий удар (на відміну, наприклад, від крейдово-палеогенового випадку). Деякі пропонують менші болідні події, але вулканізм і кліматичні зміни залишаються ключовими [1], [2].

2.3 Наслідки: підйом архозаврів і відновлення тріасу

Після вимирання екосистеми мали відновлюватися з дуже низькою різноманітністю. Традиційні палеозойські групи (деякі «mammal-like reptilia» синапсиди) були сильно скорочені, тож архозаври рептилії (з яких походять динозаври, птерозаври, крокодили) зайняли домінуючі позиції в тріасовий період. У морському середовищі почали з'являтися нові групи (наприклад, іхтіозаври), а також організми, що перебудовували рифи. Цей «новий старт» чітко видно у різких змінах у викопних рештках, що позначають перехід від Палеозою до Мезозою.

3. Вимирання тріас–юрського (T–J) періоду (~201 млн р.)

3.1 Масштаб і уражені групи

Межа тріас–юрський, хоча й не така страшна, як подія P–Tr, все ж була значущою: зникло близько 40–45 % морських родів, а також багато наземних груп. В океанах значно зменшилися конодонти та деякі великі земноводні, крім того, постраждало кілька безхребетних груп, наприклад амоніти. На суші різні архозаври (фітозаври, аетозаври, рауїзухіди) сильно постраждали, відкриваючи простір для динозаврів, які процвітали в юрський період [3], [4].

3.2 Можливі причини

Версії причинності T–J включають:

  • CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) вулканізм: Широке виливання базальтів під час розколу Пангеї, що вивільнило великі обсяги парникових газів і спричинило глобальне потепління, закислення океанів та інші кліматичні порушення.
  • Зміни рівня моря: Тектонічні зміни могли впливати на середовища проживання мілководних морів.
  • Удар?: Менш чіткі дані про великий астероїд на межі T–J, на відміну від K–Pg. Можливо, були невеликі удари, але вулканізм і кліматичні збурення, здається, домінують.

3.3 Підйом динозаврів

Вимирання T–J суттєво вплинуло на багатьох тріасових архозаврів, а динозаври – що вижили у менших формах – незабаром скористалися нагодою. Рання Юра свідчить про величезне поширення знайомих груп динозаврів (від завроподів до тероподів), які протягом наступних 135+ млн років домінували в нішах великих наземних травоїдних і хижаків, таким чином закріплюючи повний «Вік Рептилій».

4. Механізми масових вимирань та екологічні наслідки

4.1 Порушення вуглецевого циклу та клімату

Масові вимирання часто збігаються з раптовими кліматичними змінами, наприклад, посиленням парникового ефекту, аноксією або закисленням океанів. Вулканічні викиди CO2 або метан із клатратів ще більше посилюють потепління, зменшують розчинений кисень в океанах, що вражає морських безхребетних. На суходолі виникає тепловий стрес і руйнування екосистем. За таких радикальних умов види, які не можуть адаптуватися, раптово зникають, спричиняючи «лавину» вимирань.

4.2 Руйнування та відновлення екосистем

Коли гинуть ключові (keystone) види, рифові спільноти або важливі первинні продуценти, формуються тимчасові «катастрофічні фауни», де домінують опортуністи або стійкі організми. Протягом десятків тисяч або мільйонів років нові групи використовують вільні ніші і сильно розквітають, тому масові вимирання мають подвійний ефект: трагічну втрату та подальшу еволюційну новизну. Домінування архозаврів після P–Tr і стрибок динозаврів після T–J є прикладами цього.

4.3 Ефект доміно та харчові мережі

Масові вимирання підкреслюють взаємозалежність харчових мереж: загибель ключових продуцентів (наприклад, планктону) призводить до загибелі організмів вищих рівнів, поширюючи вимирання. На суходолі втрата великих травоїдних впливає на хижаків. Кожне вимирання показує, як екосистеми можуть руйнуватися, якщо основні фактори перевищені.

5. Ознаки викопного запису: як розпізнати масові вимирання

5.1 Межові зони та біостратиграфія

Геологи визначають події масового вимирання за межовими шарами у породах, де велика частина видів викопних раптово зникає. Для випадку P–Tr характерний світовий «межовий мул» з типовою зміною ізотопів вуглецю (δ13C) і раптовою втратою різноманіття викопних. Межа T–J подібно має геохімічні (вуглецеві ізотопні) зміни та оновлення викопних.

5.2 Геохімічні маркери

Ізотопні аномалії (C, O, S), слідові елементи (наприклад, підвищення іридію в шарі K–Pg) або осадові зміни (чорні сланці, що свідчать про аноксію) вказують на потрясіння в навколишньому середовищі. На межі P–Tr сильні негативні δ13C свідчать про надлишок CO2/CH4 в атмосфері; на межі T–J вулканізм CAMP міг залишити базальтові шари та пов’язані кліматичні сліди.

5.3 Постійні дискусії та уточнення хронології

Безперервні палеонтологічні дослідження деталізують час, швидкість і селективність кожної події. Щодо P–Tr деякі пропонують кілька імпульсів, а не один. Щодо T–J з'ясовується, чи вимирання відбувалися поступово, чи раптово на межі. Наше розуміння доповнюється новими знахідками та вдосконаленими методами датування.

6. Еволюційна спадщина: зміни фауни

6.1 Від пермо–тріасу до тріасу

Масове вимирання П–Т завершило палеозойське домінування (наприклад, трилобітів, багатьох синапсидів, певних коралів) і відкрило простір для:

  • Для підйому архозаврів – виникнення динозаврів, птерозаврів, «крокодилячих» гілок.
  • Для розширення морських рептилій – іхтіозаври, нотозаври, пізніше плезіозаври.
  • Для нових творців рифів – склерактинні корали, їжаки, нові домінування двостулкових.

6.2 Від тріасу–юрського періоду до «середнього» мезозою

У тріас–юрській події великі тріасові круротарси та інші архозаври постраждали, а динозаври стали домінуючими наземними тваринами, що сформували добре відому юрсько-крейдову динозаврову фауну. Морські екосистеми також перебудувалися: амоніти, сучасні корали та нові лінії риб процвітали. Це підготовка до «золотого віку» динозаврів у юрському та крейдовому періодах.

6.3 Перспективи майбутніх вимирань

Дослідження цих давніх катастроф допомагає зрозуміти, як життя відреагує на антропогенну кліматичну кризу чи сучасні порушення. Минуле Землі показує, що масові вимирання — це справді особливі, але іноді повторювані явища, після яких залишається повністю перебудований ландшафт життя. Це підкреслює як стійкість, так і вразливість.

7. Висновок

Вимирання на межі пермо–тріасу та тріас–юрського періодів фундаментально перезавантажили розвиток життя на Землі, знищивши цілі групи і відкривши шлях для нових кладів (особливо динозаврів). Хоча подія П–Т була найжахливішою, вимирання Т–Ю також дуже важливе, оскільки усунуло тріасових конкурентів, звільнивши домінування динозаврів у решту мезозою. Кожне з них демонструє, що масові вимирання, хоч і катастрофічні, слугують переломними моментами в історії еволюції, стимулюючи нові еволюційні хвилі та формуючи біоту Землі на десятки мільйонів років.

Навіть сьогодні палеонтологи та геологи вдосконалюють розуміння того, що спричиняє ці кризи, як екосистеми руйнуються і як виживші пристосовуються. Вивчаючи історії давніх вимирань, ми отримуємо цінні знання про крихкість і стійкість життя, взаємодію геології та біології, а також безперервні цикли занепаду і відновлення, які визначають динамічну історію Землі.

Nuorodos ir tolesnis skaitymas

  1. Erwin, D. H. (2006). Вимирання: як життя на Землі майже закінчилося 250 мільйонів років тому. Princeton University Press.
  2. Shen, S. Z., et al. (2011). «Калібрування кінця пермського масового вимирання.» Science, 334, 1367–1372.
  3. Benton, M. J. (2003). Коли життя майже вимерло: найбільше масове вимирання всіх часів. Thames & Hudson.
  4. Tanner, L. H., Lucas, S. G., & Chapman, M. G. (2004). «Оцінка запису та причин пізньотріасових вимирань.» Earth-Science Reviews, 65, 103–139.
Повернутися до блогу