Первая массовая гибель на Земле также была одной из самых смертельных. Ученые продолжают собирать воедино историю о том, что произошло.
Некоторые массовые вымирания разворачиваются как неаккуратное убийство, оставляя четкие отпечатки пальцев, чтобы обострённый следователь мог их обнаружить. (Астероиды - не мастера тонкости.) Массовое вымирание позднего ордовика, старейшее из всех и второе по смертельности, не является одним из них. Хотя есть стандартное объяснение этому дедушке смерти - в том числе и древнего ледникового периода, - достаточно загадочные свидетельства того, что специалисты до сих пор выдвигают новые теории о том, как 85 процентов всех морских видов внезапно погрузились в небытие.
Первый очаг смерти планеты прозвучал 444 миллиона лет назад, ближе к концу ордовикского периода.* Простые формы жизни - в основном бактерии и архии - процветали уже 3 миллиарда лет. Сложная жизнь, с другой стороны, только что достигла своего апогея.
В последовательности геологического времени ордывик следует за кембрийским периодом, известным эволюционным "взрывом" одноименного названия, заселившим мир почти всеми современными животными филами - главными ветвями, которые мы сейчас видим на древе жизни. Ранг позвоночных, моллюсков, членистоногих и других широких таксономических групп, еще знакомых нам сегодня, рос и диверсифицировался с необычайной скоростью - до их внезапного падения, то есть до их резкого сокращения.
"Ордовики - это очень интересный период времени, - говорит Сет Финнеган, палеобиолог из Калифорнийского университета в Беркли, - потому что у вас одно из самых больших и быстрых событий биодиверсификации... а также одно из крупнейших событий массового вымирания". Оба они явно связаны с физическими изменениями окружающей среды".
Лед, огонь и деформации
В то время большая часть суши Земли была объединена в суперконтинент Гондвана, который дрейфовал так далеко на юг, что висел над полюсом, как нынешняя Антарктика. На севере было несколько малых континентов - в частности, Лорентия, включающая большую часть Северной Америки, и Балтика, включающая Балтийский регион и часть России, - которые усеяли тропический и умеренный регионы вокруг экватора.
Растения и животные, возможно, начинали осваиваться над водой, хотя ничто не приближалось к тому, насколько они могли бы осваиваться в грядущие эпохи. По большому счету, большая часть действий все еще происходила под водой, где трилобиты, кораллы и другие первобытные обитатели океана процветали, как никогда раньше.
Потом наступила их кончина. По общепринятой мудрости, она состояла из двух отдельных "импульсов", разделенных примерно на миллион лет. Сначала ледники поглотили Гондвану, и планета резко охладилась, охладив тропики и средние широты. Уровень моря упал на сотни футов. Это уничтожило обширные участки теплой мелководной среды обитания, которые поддерживали большую часть морской флоры и фауны. Затем, во втором импульсе, ледники растаяли, планета нагрелась, и океан поднялся. Виды, которые только что адаптировались к холоду, снова боролись за то, чтобы развиваться достаточно быстро.
Неясно, что спровоцировало это ледяное наступление. Некоторые исследования предполагают, что выветривание силикатных пород - особенно в поднимающихся Аппалачах - могло привести к снижению атмосферного содержания углекислого газа, что снизило бы глобальную температуру. Другие предполагают расширение растений, которые могли бы поглощать парниковые газы, одновременно ускоряя выветривание силикатных пород. Согласно одной из теорий, гамма-всплеск, превращая азот и кислород в солнцезащитный смог, мог привести к образованию ледников.
Но многие исследователи начинают думать, что "охлаждение само по себе, возможно, не является единственной причиной этих вымираний", как писал Тиджс Ванденбрукке и его коллеги в статье 2015 года, которая связывает некоторые смертельные случаи с изменением химического состава океана. Они обнаружили окаменелый планктон со смертельными деформациями, датирующимися этим событием, что указывает на то, что выброс токсичных металлов, таких как железо и свинец, из океанских глубин, возможно, был важным механизмом смерти.
Некоторые данные последних лет даже указывают пальцем на элементарную противоположность оледенения: вулканизм. Вымирание ордовика, если бы оно было вызвано охлаждающим климатом, было бы выбросом. Экстремальная вулканическая активность широко распространена как основной катализатор большинства других массовых вымираний, поскольку она приводит к негостеприимному глобальному потеплению. Сейчас, с открытием залежей ртути эпохи, появились сигнальные признаки извержений и в этом вымирании. Переписывая историю с огненным преступником, Финнеган говорит, что это "сделало бы покойного ордовика менее заметным", хотя он пока не уверен в этом.
Равноправное уничтожение
Хотя ученые не знают, почему большинство видов умерло в этот момент, они понимают, как эти смерти повлияли на развитие жизни. Многие вымирания сбивают с курса эволюцию, позволяя множеству новых организмов восставать из пепла и заполнять новые ниши в новой среде. Но не так, как при вымирании ордовика.
"Получившаяся фауна имела экологические закономерности, схожие с фауной, которая вымерла", - пишет Питер Шихан, палеонтолог из Университета Висконсина, штат Мэдисон. "Другие события вымирания, которые уничтожили подобный или даже меньший процент видов, имели больший долгосрочный экологический эффект". Это потому, что эти долгосрочные эффекты зависят от того, на каком уровне таксономической лестницы происходит вымирание.
Ордовики, например, уничтожили 85 процентов всех видов, но только 60 процентов родов и 25 процентов семейств - следующие два уровня классификации. Поскольку в большинстве семейств некоторые члены выжили, жизнь продолжалась более или менее так, как это было бы в любом случае. Меловое вымирание палеогена, напротив, свергло оба порядка (еще более высокий уровень таксономии) доминирующих динозавров. Естественная иерархия перевернулась, и млекопитающие пришли к власти.
Так что, хотя это было смертоноснее всех массовых вымираний, кроме пермского (известного также как "Великий умирающий"), ордовики не оставляли особого впечатления. Он убил множество отдельных организмов, но не уничтожил ни одной так называемой группы талисманов - ничего ни динозавра, ни даже аммонита, роста.
Конечно, были и жертвы. Семейство асафидов - трилобитов, которые со стеблями глаз, похожими на улиток, "примерно так же харизматичны, как и окаменелости позднего ордовика", - говорит Финнеган, - исчезло почти полностью. Граптолиты, крошечные колониальные животные, которые жили вместе в одном скелете, также заигрывали с уничтожением. Пострадали также кораллы, мшанки (еще одно колониальное существо), моллюски-подобные брахиоподы и угревые конодонты.
Но в целом это вымирание было не столь избирательным, как большинство - оно не было нацелено на конкретные группы, а не на другие. В некоторых вымираниях "важно, кто ты и как ты зарабатываешь на жизнь", как выразился Финнеган. Например, при пермском вымирании кислые океаны размывали кальцифицированные раковины многих животных, в то время как некальцифицированные раковины щадили. "В позднем ордовикском событии, - продолжал он, - я считаю, что там, где ты находишься, важнее, чем там, где ты находишься."
Большинство таксономических групп высокого уровня, к счастью для них, были широко рассеяны. Так что, даже когда в некоторых регионах обрушилась экологическая катастрофа, двоюродные братья менее удачливых остались в других местах и сохранили эволюционный статус-кво. На самом деле, записи об окаменелостях настолько похожи до и после события, что новичок-палеонтолог, смотрящий прямо на слои, может пропустить срез. "Вам нужно быть специалистом, - говорит Финнеган, - чтобы сказать, на какой стороне ордовико-силурийской границы вы находитесь".
*PS: Вполне вероятно, что событие с Ордовиками на самом деле не было первым массовым вымиранием, когда-либо охватившим Землю, по крайней мере, с точки зрения доли убитых организмов. За миллиарды лет до появления сложной жизни одноклеточные денизены планеты многократно подвергались суровым экологическим изменениям, включая так называемые эпизоды снежного кома Земли, которые, скорее всего, заперли каждое живое существо под ледяным покровом. Эти и другие события, несомненно, привели к широкому вымиранию микробов.