Самому крупному массовому вымиранию в истории Земли около 251 миллиона лет назад предшествовали повышенные темпы вымирания перед главным событием, за которым последовало замедленное восстановление, которое длилось миллионы лет. Новое исследование, проведенное двумя учеными из Университета Вашингтона, предполагает, что резкое снижение уровня кислорода в атмосфере, вероятно, было главной причиной как высоких скоростей вымирания, так и очень медленного восстановления.
Земля Земли в то время все еще была сосредоточена на суперконтиненте под названием Пангея, и большая часть земли над уровнем моря стала непригодной для жизни, потому что из-за низкого содержания кислорода дыхание было слишком трудным для выживания большинства организмов, сказал Рэймонд Хьюи, профессор биологии из UW.
Более того, во многих случаях близлежащие популяции одного и того же вида были отрезаны друг от друга, потому что даже на небольших высотах было недостаточно кислорода, чтобы животные могли переходить из одной долины в другую. По словам Хьюи, такая фрагментация населения, вероятно, увеличила скорость вымирания и замедлила выздоровление после массового вымирания.
«Ранее биологи думали о физиологических последствиях низкого уровня кислорода в конце пермского периода, но не об этих биогеографических», - сказал он.
Содержание кислорода в атмосфере, составляющее сегодня около 21 процента, в раннепермский период было очень высоким - 30 процентов. Тем не менее, предыдущее моделирование углеродного цикла Робертом Бернером из Йельского университета подсчитало, что вскоре после этого атмосферный кислород начал резко падать, достигнув примерно 16 процентов в конце Пермского периода и достиг дна менее чем на 12 процентов, примерно через 10 миллионов лет в период триаса.
«Кислород упал с самого высокого уровня до самого низкого уровня всего за 20 миллионов лет, что является довольно быстрым, и у животных, которые когда-то могли довольно легко пересекать горные перевалы, их движения резко ограничивались», - сказал Хьюи.
Он подсчитал, что когда уровень кислорода достигнет 16 процентов, дышать на уровне моря было бы все равно, что пытаться дышать на вершине горы в 9,200 футов сегодня. К началу триасового периода содержание кислорода на уровне моря менее 12 процентов было бы таким же, как сегодня, в разреженном воздухе на высоте 17400 футов, что выше, чем у любого постоянного человека. Это означает, что даже животные на уровне моря подвергались бы воздействию кислорода.
Хьюи и UW палеонтолог Питер Уорд являются авторами статьи, подробно описывающей работу, опубликованной в выпуске журнала Science на 15 апреля. Работа была поддержана грантами Национального научного фонда и Института астробиологии Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
По словам ученых, не только содержание кислорода в атмосфере в конце Пермского края снизилось, но и уровень углекислого газа растет, что приводит к глобальному потеплению климата.
«Снижение кислорода и повышение температуры было бы вдвойне стрессовым для поздних пермских животных», - сказал Хьюи. «По мере того, как климат нагревается, температура тела и скорость метаболизма повышаются. Это означает, что потребность в кислороде растет, поэтому животные столкнутся с увеличением потребности в кислороде и сокращением предложения. Это все равно, что заставлять спортсменов больше тренироваться, но давать им меньше еды. У них будут проблемы.
Уорд был ведущим автором статьи, опубликованной в журнале «Science» в начале этого года, в которой приводятся доказательства того, что темпы вымирания наземных позвоночных были повышены по всей поздней Перми, вероятно, из-за изменения климата, и привели к массовому вымиранию в конце Пермского края. Это событие, которое часто называют «Великим умиранием», было величайшим массовым вымиранием в истории Земли, в результате которого погибло 90 процентов всех морских обитателей и почти три четверти наземных растений и животных.
Уорд сказал, что палеонтологи ранее предполагали, что Пангея - это не просто суперконтинент, но и «супермагистраль», на которой виды могли бы столкнуться с небольшим количеством дорожных заграждений при перемещении из одного места в другое.
Тем не менее, похоже, что значительно уменьшенный кислород фактически создает непроходимые барьеры, которые влияют на способность животных двигаться и выживать, сказал он.
«Если это правда, то я думаю, что мы должны вернуться и посмотреть на кислород и его роль в эволюции и на то, как развивались разные виды», - сказал Уорд. «Вы можете остаться без еды на пару недель. Вы можете обойтись без воды на несколько дней. Как долго вы можете обходиться без кислорода пару минут? Нет ничего с таким большим эволюционным эффектом, как кислород ».
Первоисточник: пресс-релиз UW
