Dinosaurier, dog ut för cirka 65 miljoner år sedan, de var verkligen dystra varelser - tjockhudiga, pansrade, solida tänder och klor. Till exempel, Tyrannosaurus rex, tidenes största rovdjur, kan lätt bita ett noshörning eller en elefant i hälften med en svårfångad rörelse av dess fruktansvärda käkar. Och vikten av växtätande ödlor med kolumnerade ben nådde 30 och till och med 50 ton. Och det är ingen slump att paleontologer, efter att ha upptäckt de ohanterliga benen från en annan antediluviansk varelse, kallade det en seismosaur, det vill säga en ödla som skakar jorden. Längden på detta monster, enligt forskarnas konservativa uppskattningar, var 48-50 meter.
Under nästan 200 miljoner år var de majestätiska reptilerna de suveräna herrarna i alla tre elementen: smidiga iktyosaurier som liknade moderna delfiner simmade i urskötshavet, flera ton diplodokus gick på marken och tandiga pterodaktyler letade efter byte i himlen. (Förresten, vingarna på dessa flygande monster nådde ibland 16 meter, vilket är ganska jämförbart med måtten på en stridsflygplan i vår tid.)
Och sedan plötsligt började dinosaurierna dö ut snabbt, de ersattes av icke-beskrivna, små och obemärkliga varelser, främst nattliga. Forskare visste redan om oväntade och katastrofala förändringar i sammansättningen av planetbiota i slutet av den kritiska perioden på 1700-talet, och därefter kallas detta mystiska fenomen ofta för”den stora utrotningen”.
Varför är dinosaurier utrotade? Vad kunde ha hänt? Som regel målar läroböcker en så opretentiös bild. En stor och blomstrande grupp reptiler (både köttätande och växtätande), som befolkade alla ekologiska nischer på planeten, dog plötsligt plötsligt - direkt och överallt. Och eftersom dessa jättar inte hade några seriösa konkurrenter vid den tiden (däggdjur kramade sig i utkanten av evolutionen och därefter helt enkelt ockuperade ett tomt hus), är det logiskt att leta efter någon yttre anledning. Till exempel en klimatkatastrof (en kraftig kylning eller tvärtom en uppvärmning), en supernovaexplosion, åtföljd av dödliga fluktuationer i gammabakgrunden eller en förändring av magnetiska poler som tillfälligt berövade planeten sitt skyddande skal.
Asteroidhypotes
Under en tid har asteroidhypotesen blivit ganska populär. Säg att i slutet av kritaperioden kollapsade en enorm meteorit på vår planet och kastade miljarder ton damm i stratosfären, som skärmade jordens yta, vilket ledde till döden av gröna växter, och efter dem, resten av faunaen. Dessutom kan fallet av en sådan meteorit provocera en återupplivning av den landliga vulkanismen, vilket i hög grad kan förvärra situationen. Det bör noteras att allvarliga paleontologer inte särskilt stöder denna synvinkel.
Var kom asteroidhypotesen ifrån? I mitten av 60-talet av XX-talet upptäckte forskare ett lager av blå lera med ett onormalt högt innehåll av den sällsynta metalliridium (20 gånger mer än genomsnittet i jordskorpan). … Senare hittades många liknande avvikelser (i några av dem överskred iridiumkoncentrationen 120 gånger bakgrunden), medan alla var i samma ålder - de låg på gränsen till krita och cenozoic.
Kampanjvideo:
Eftersom det finns väldigt lite iridium i jordskorpan och i meteoritmaterial (främst i järnmeteoriter, som anses vara fragment av planetkärnor), finns det i överflöd, en fysiker från Förenta staterna Alvarez kopplade iridiumanomalin till fallet av en asteroid. Han uppskattade dess diameter till 10-12 km och indikerade till och med katastrofens plats - Yucatanhalvön, där en krater med imponerande dimensioner ungefär 150 km i diameter hittades.
Fallet av en sådan asteroide skulle kraftigt skaka jorden: en tsunamivåg av monströs styrka och höjd skulle förstöra kusterna tiotals och hundratals kilometer inåt landet, och ett grandiost dammmoln skulle förmörja solen under lång tid. En sexmånaders frånvaro av solljus skulle döda gröna växter (fotosyntesprocesser skulle stanna), och sedan (längs matkedjorna) och djur - både land och hav.
Det har gått länge sedan Alvarez framförde sin slaghypotes 1980 (från den engelska effekten - "blow"). Flera dussin iridium-anomalier är nu kända, medan de är i geologiska avlagringar i olika åldrar, men det är inte möjligt att förbinda dem med massdöd i flora och fauna. Dessutom har geologer till sitt förfogande ett antal kratrar mycket mer imponerande än den ökända Yucatan. Några av dem har en diameter på 300 km, men absolut inget allvarligt har hänt planetbiota (och detta har fastställts pålitligt). Vilket är ganska naturligt, eftersom biosfären inte på något sätt är en barndesigner, vars element kan slumpas och vikas slumpmässigt, utan en stabil homeostat som effektivt kan motstå olika slags störningar.
Den berömda ryska paleontologen K. Yu Eskov noterade:
I detta avseende är situationen med Eltaninsky-asteroiden (cirka 4 km över), som föll i sent Pliocen för cirka 2,5 miljoner år sedan, på hyllan mellan Sydamerika och Antarktis; resterna av asteroiden höjdes relativt nyligen från en krater bildad på havsbotten. Konsekvenserna av detta höst ser ganska katastrofala ut: kilometer tsunamier kastade marin fauna djupt in i landet; just vid den tiden dök upp mycket märkliga nedgrävningar av fauna med en blandning av marina och markformer på Andes kust, och rent marina kiselarter dök plötsligt i de antarktiska sjöarna. När det gäller de avlägsna, evolutionärt betydande konsekvenserna, existerade de helt enkelt inte (spår av denna påverkan är inneslutna i en stratigrafisk zon), d.v.s.absolut ingen utrotning följde alla dessa fruktansvärda störningar.
Därför är bilden ganska intressant. Så snart iridium-anomalierna började medvetet söka, blev det omedelbart klart att deras styva anslutning till massutrotningen av dinosaurier (eller andra organismer) inte är mer än en illusion. De fossila resterna av de mesozoiska ödlorna vittnar otvetydigt: det katastrofala scenariot för utrotningen av Mel-Paleogen är värdelös, eftersom vissa grupper av dinosaurier försvann långt före iridiumanomalin, medan andra sjönk i glömska mycket senare. Processen sträckte sig över hundratusentals och miljoner år, så det kan inte vara fråga om någon snabb utrotning av dinosaurier.
Därför kan asteroidhypotesen, liksom alla andra scenarier av "chockpåverkan", skickas till arkivet med sinnesfrid, eftersom de innebär att samtidigt förstöra flora och fauna. Samtidigt till och med massdöd av marina organismer i slutet av kritaperioden (mycket snabbare än dinosauriernas utrotning) var omedelbart endast av geologiska standarder och sträckte sig ut under en god tid - enligt olika uppskattningar, från 10 till 100 000 år. När det gäller reptilerna blev de inte utrotade över en natt.
K. Yu. Eskov skrev:
Hur så?! Och det är väldigt enkelt: utrotningen av dinosaurierna går genom hela sent kret med en mer eller mindre konstant hastighet, men från ett visst ögonblick upphör denna minskning att kompensera för uppkomsten av nya arter; gamla arter dog ut - och nya verkade inte ersätta dem, och så vidare förrän gruppens fullständiga förstörelse. Med andra ord, i slutet av kritan fanns det inte en katastrofisk utrotning av dinosaurier, utan ett misslyckande med att ersätta dem med nya (detta förstår du, märkbart förändrar bilden). Det betyder att vi kan prata om en ganska långvarig naturlig process.
Ändra jordens magnetiska poler
Alternativa versioner är inte mer övertygande - till exempel hypotesen om en plötslig förändring av jordens poler eller en supernovaexplosion nära solsystemet. Naturligtvis är den magnetiska polaritetsomvändningen en ganska obehaglig sak, eftersom strömmarna av högenergi laddade partiklar som flyger från solen böjer sig i kraftlinjerna i magnetfältet och bildar strålbältenas lökvåg. Om du sliter av vår planets tjocka magnetiska "kappa" kommer hård strålning fritt att nå planetens yta.
Men för det första är språnget mellan magnetpolerna inte på något sätt en exotisk, utan en naturlig periodisk process, och uppgifterna från speciella studier visar vanligtvis inte ett samband mellan globala biosfäriska kriser och förändringar i markmagnetism. Och för det andra är biosfären som helhet en oklanderligt felsökad homeostat som enkelt motstår alla störningar utanför.
Supernova-explosion
En supernovaexplosion är en galaktisk katastrof. Om en sådan händelse inträffar i närheten av solsystemet (enligt astronomer, detta händer en gång var 50-100 miljoner år), kommer flödet av röntgen- och gammastrålning inte bara att förstöra ozonskiktet, utan också svepa bort en del av jordens atmosfär och provocera den så kallade "effekten" highlands”, som inte alla organismer kan överleva.
Men även i detta fall kommer utrotningen troligen inte att vara plötslig utan kommer att sträcka sig över tiotals och hundratals årtusenden. Dessutom bör den hårda strålningen och effekten av höga berg främst påverka befolkningen i land och grunt vatten, men faktiskt, som vi vet, var situationen exakt motsatt: flora och fauna i det öppna havet, inklusive mikroskopiska, drabbades mest. sushi, av någon anledning, blev bara dinosaurier offer för den stora utrotningen.
Denna otroliga selektivitet är i allmänhet den mest utsatta punkten för alla chockhypoteser: i själva verket varför dinosaurier utrotade och krokodiler överlevde och levde säkert nu? Kanske är den oöverträffade populariteten för olika typer av "chock" -versioner främst på grund av framgångarna med observationsstronomi under de senaste 20–30 åren.
Klimatförändringar eller "naturliga" orsaker?
Så varför är dinosaurier utrotade? En av två saker: antingen klimatförändringar vid gränsen till krita-cenozoiken, eller rent "naturliga" skäl - en radikal omstrukturering inom ekosystem och en förändring i samhällen.
Låt oss räkna ut det i ordning. Vi är vana vid att planetklimatet kännetecknas av en uttalad longitudinal zonalitet: regnskogarna växer vid ekvatorn, savannerna ligger söder om och norr om dem, periodvis fuktade, där oräkneliga flockar av hovdjur betar, och ännu längre norrut och söderut finns en remsa med solbrända öken och halvöken. Subtroparna ger plats för tempererade skogar - löv- och barrträd, och de ger gradvis upp sina positioner på den kalla tundran, där nästan ingenting växer. Tja, vid polerna, evig frost och evig is regerar.
Detta var emellertid inte alltid fallet. Mesozoiken är ett klassiskt exempel på termoera, när den longitudinella zoneringen var frånvarande, och det globala klimatet liknade den nuvarande subtropiska medelhavstypen. På höga breddegrader och även på polen var det varmt och ganska bekvämt, men samtidigt var det inte för varmt vid ekvatorn. Med andra ord var temperaturgradienten - både säsongsbetonad och daglig - knappt märkbar. Men i slutet av kritan ersattes termosten av en kryoer med en temperaturskillnad i längdled.
Dinosaurier var kallblodiga (poikilotermiska) djur. Eftersom de inte kunde reglera kroppstemperaturen "inifrån", beror de helt på sin miljö, men i det jämn klimatet i Mesozoic kan detta inte ge dem mycket besvär. Om yttre värme kommer in i överflöd, och imponerande dimensioner inte tillåter att svalna över natten (de flesta av dinosaurierna var stora varelser), är det inte svårt att upprätthålla en hög kroppstemperatur. Och allt detta utan deltagande av sin egen ämnesomsättning, för vilken däggdjur spenderar 90% av den energi de konsumerar med mat.
Detta intressanta fenomen kallas inertial homeothermy (varmblodighet), och många forskare tror att tack vare denna värdefulla kvalitet blev dinosaurier härskare över mesozoiken. Och när klimatet förändrades radikalt i slutet av krita, försvann de jätte ödlorna.
Det verkar som om vi har hittat svaret, men återigen konvergerar inte något. Av vilken anledning utrotades dinosaurierna, och andra reptiler - även kallblodiga - fortsätter att existera till denna dag? Varför påverkade krita krisen främst marint liv, och landskaparna överlevde den lugnt? Varför började vissa grupper av dinosaurier aktivt dö ut långt före det dödliga kalenderdatumet, medan andra makligt levde ut sina dagar i Paleogen?
Kanske är det vettigt att leta efter svaret någon annanstans - i ekosystemens struktur? Låt oss påminna läsaren om det icke-beskrivna mesozoiska däggdjur, som under 120 miljoner år levde sida vid sida med ödlor, utan att på något sätt blanda dem. Dessa små insektivorösa varelser, som liknar moderna opossum eller igelkottar, ockuperade sin egen ekologiska nisch, som ingen gick in på. Men i krita förändrades situationen radikalt.
K. Yu. Eskov beskrev dessa händelser på följande sätt: evolutionen sporrade på den långsamma metabolismen hos primitiva däggdjur och gjorde en "fytofag i en liten storleksklass" på denna nya metaboliska grund. (Örväxtliga dinosaurier var väldigt stora djur.) Och om en liten fytofagös art dök upp, kommer ett rovdjur verkligen att dyka upp, vilket inte kommer att begränsa sig till att jaga nära släktingar, men räcker för alla som är inom hans makt. Därför kommer en baby-dinosaurie - en liten försvarslös ödla som inte har tröghetshemoteri - omedelbart att bli ett välsmakande byte för en sådan 24-timmars aktiv rovdjur.
Versionen är utan tvekan nyfiken, men den svarar inte heller på alla svåra frågor. Och här kommer genetik att hjälpa oss, förstått i ordets breda mening. Låt oss prata om marginalitet som antipoden för smal specialisering, eftersom den organiska världen utvecklas på detta sätt.
Låt oss komma ihåg de mesozoiska däggdjuren, som frivilligt överlämnade världen till magnifika reptiler och vegeterade på evolutionslinjen. De ligger i avlägsna hörn och var de mest riktiga marginella, eftersom de ockuperade de få ekologiska nischer som den härskande klassen ignorerade med majestätisk vårdslöshet.
Matbasen för växtätande dinosaurier var gymnospermer och ormbunkar, som var utbredda i Devonian. Angiospermas, eller blommande, flora, som dök upp i början av kritaperioden, tvingades bosätta sig på bakgården, eftersom gymnospermer rådde. Således var blommande växter lika marginella som de små mesozoiska däggdjuren. De hade inget annat val än att ockupera tomma länder, där det inte fanns några etablerade samhällen av gymnosperm: jordskred, utbrända områden, flodstränder, det vill säga sådana biotoper som vanligtvis kallas "störd". Och just de arter som bosätter sig under sådana förhållanden kallas av biologer "främlingsfientligt", det vill säga de är rädda för samhällen som föredrar att existera separat.
Men den taktiska förlusten visade sig i slutändan vara en viktig strategisk fördel. För det första tillät blommande växter som hade bosatt sig på "dåliga" länder inte längre gymnospermer där, och för det andra hade de en blomma, som spelade en avgörande roll i kampen för existensen. Om gymnosperm för reproduktion av sitt eget slag helt och fullt förlitade sig på vinden, passivt bärande deras pollen och därför tvingades bosätta sig i högar, lockade blommande aktivt insekter, vilket kraftigt ökade deras livskraft.
Förekomsten av blommande växter var inte beroende av elementen, och angiospermas hade råd med lyxen att bo i spridda ödemarker. Dessutom har floran av en ny typ lärt sig att bilda örtartade former som inte bara effektivt motstår erosion, utan också snabbt fångar vakant mark.
Förändringen i växtsamhällen förvandlades till en verklig katastrof. I motsats till vad många tror, dödade inte bara dinosaurier, utan också 25% av de mesozoiska ryggradslösa familjerna - bläckfiskar och musslor, enhetsradiologer, diatomer, foraminifera och andra representanter för planktoniska organismer. Deras kalciumskal bildade gigantiska avlagringar, varför denna period av den geologiska skivan fick namnet Kritt.
Så gårdagens osynliga marginaler - blommande växter och däggdjur - krossade den dominerande fauna och flora i mesozoiken.
Uppkomsten av blommande växter kallas nu den stora angiospermiseringen (från latin angiospermae - "angiosperms"). När floran av den nya typen började dominera avgörande, hände något som alltid händer när en grund kollapsar: byggnaden kollapsade helt enkelt. När allt kommer omkring är växteriket exakt den grund som golven hos växtätande djur och rovdjur står på, och de är förbundna med varandra inte bara av livsmedelskedjor utan också genom mer komplexa förhållanden.
Dinosaurier försökte behärska en ny diet - de fick näbb och kraftfulla tandbatterier för att slipa mycket slipande mat. Men det spelade ingen roll för dem, särskilt i betesystem för spannmål, där de uppenbarligen förlorade för hovdjur. Dessutom bildar örtartade former av blommande växter torv, vilket minskar erosion och organisk avströmning i färskt vatten och hav, vilket har drabbat ett allvarligt slag för samhällen i marina ryggradslösa djur.
Detta beror på att den stora majoriteten av varelserna som bebod jorden i den sena kritaten har kommit för långt längs den smala specialiseringsvägen. För tillfället gav detta dem utmärkta chanser att överleva, men varje värdighet förr eller senare förvandlas till en nackdel. Anslutningen till samhällen av gymnospermer spelade så småningom ett grymt skämt med ödlorna: när de blommande växterna rörde sig på offensiven och tog bort ett territorium efter det andra från de tidigare ägarna av livet, kom däggdjur lätt med i de nybildade samhällena. Men dinosaurier kunde inte göra detta och befann sig i en evolutionär återvändsgränd, eftersom deras anpassningsbara resurser slösades bort för länge sedan. Och för däggdjur som är marginaliserade var en sådan händelse bara till hands. Efter att ha överlevt en explosion av speciation under de nya förhållandena befolkade de hela planeten.
Naturligtvis är det inte bara så stora taxor som en klass av djur eller en typ av växt som kan marginaliseras. Separata biologiska arter syndar också som regel inte med fullständig enhetlighet över hela uppsättningen drag. Dessutom, ju högre den genetiska mångfalden hos en art eller en population är, desto större är deras anpassningsförmåga. En sådan gemenskap kommer nästan alltid att hitta ett sätt att förlänga sin existens i en förändrad miljö. Och även med ett stabilt och uppmätt liv kan intraspecifika marginaler spela en viktig roll.
Till exempel, i befolkningar av vinglösa vattenansträngare, kan man ibland hitta vingade individer. Det finns väldigt få av dem - bara 4%. De har genetiska skillnader, men samtidigt kan de föda upp sina vinglösa kamrater och ge avkommor. Det visade sig att dessa flyktiga nördar kan migrera över mycket långa avstånd och därmed säkerställa genetisk kontinuitet mellan den vattenälskande befolkningen i alla reservoarer. Fyra procent av de marginaliserade är mer än tillräckligt för att klara denna uppgift.
Jag måste säga att nästan alla biologiska arter har, precis i fallet, en sådan nödreserv i form av en sällsynt genotyp eller en ovanlig form, vilket gör att den kan överleva svåra tider. Låt oss återigen upprepa: den genetiska mångfalden hos en art eller en population är nyckeln till deras evolutionära framgång, så marginalen bör inte bara behandlas med respekt, utan också med omsorg.
Så, uppkomsten och den utbredda spridningen av blommande växter i slutet av den tidiga kritan (cirka 30 miljoner år innan dinosauriernas död) förändrade inte bara strukturen i kontinentala samhällen, utan förstörde också dinosaurierna som hade tappat sin plasticitet, hopplöst fastnat i evolutionsdödens ändar. Naturligtvis kunde klimatstörningar också spela en roll, men den viktigaste händelsen, utgångspunkten var nästan säkert just detta faktum - början av angiospermer.
V. Levitin