На протяжении истории Земли несколько событий массового вымирания уничтожили экосистемы, в том числе одна, которая, как известно, уничтожила динозавров. Но ничто не было столь разрушительным, как «Великое умирание», которое произошло 252 миллиона лет назад в конце пермского периода. Новое исследование, опубликованное сегодня в Proceedings of the Royal Society B, подробно показывает, как жизнь восстановилась по сравнению с двумя меньшими событиями исчезновения. Международная исследовательская группа, состоящая из исследователей из Китайского университета наук о Земле, Калифорнийской академии наук, Бристольского университета, Миссурийского университета науки и технологий и Китайской академии наук, впервые показала, что конец — Пермское массовое вымирание было более суровым, чем другие события, из-за значительного коллапса разнообразия.
Чтобы лучше охарактеризовать «Великое вымирание», команда стремилась понять, почему сообщества не восстанавливаются так быстро, как другие массовые вымирания. Основная причина заключалась в том, что кризис в конце пермского периода был гораздо более серьезным, чем любое другое массовое вымирание, уничтожив 19 из каждых 20 видов. При выживании только 5% видов экосистемы были разрушены, а это означало, что экологические сообщества должны были собираться заново.
Чтобы провести расследование, ведущий автор и исследователь Академии Юангэн Хуанг, ныне работающий в Китайском университете геолого-геофизических исследований в Ухане, реконструировал пищевые сети для серии из 14 сообществ жизни, охватывающих пермский и триасовый периоды. Эти скопления, отобранные из северного Китая, дают представление о том, как один регион на Земле отреагировал на кризисы. «Изучая окаменелости и следы их зубов, содержимого желудков и экскрементов, я смог определить, кто кого ел», — говорит Хуанг. «Важно построить точную пищевую сеть, если мы хотим понять эти древние экосистемы».
Пищевые сети состоят из растений, моллюсков и насекомых, обитающих в прудах и реках, а также рыб, земноводных и рептилий, которые их поедают. Размеры рептилий варьируются от современных ящериц до полутонных травоядных с крошечными головами, массивными бочкообразными телами и защитным покровом из толстых костных чешуек. Также бродили саблезубые горгонопсии, некоторые из которых были такими же большими и мощными, как львы, и с длинными клыками, чтобы прокалывать толстую кожу. Когда эти животные вымерли во время массового вымирания в конце пермского периода, ничто не заняло их места, оставив несбалансированные экосистемы на десять миллионов лет. Затем в триасе начали развиваться первые динозавры и млекопитающие. Первые динозавры были небольшими — двуногие насекомоядные около метра в длину, — но вскоре они стали крупнее и разнообразнее питались плотью и растениями.
«Юангэн Хуанг провел год в моей лаборатории, — говорит Питер Рупнарин, куратор геологии Академии. «Он применил методы экологического моделирования, которые позволяют нам взглянуть на древние пищевые сети и определить, насколько они стабильны или нестабильны. По сути, модель разрушает пищевую сеть, уничтожая виды и проверяя общую стабильность».
«Мы обнаружили, что событие в конце пермского периода было исключительным по двум причинам, — говорит профессор Майк Бентон из Бристольского университета. «Во-первых, коллапс разнообразия был гораздо более серьезным, в то время как в двух других случаях массового вымирания были экосистемы с низкой стабильностью до окончательного коллапса. Во-вторых, экосистемам потребовалось очень много времени для восстановления, может быть, 10 миллионов лет или больше, тогда как восстановление было быстрым после двух других кризисов».
В конечном счете, характеристика сообществ — особенно тех, которые успешно восстановились — дает ценную информацию о том, как современные виды могут жить, когда люди подталкивают планету к краю пропасти.
«Это потрясающий новый результат», — говорит профессор Чжун-Цян Чен из Китайского университета геолого-геофизических исследований в Ухане. «До сих пор мы могли описать пищевые сети, но мы не могли проверить их стабильность. Сочетание отличных новых данных из длинных участков горных пород в Северном Китае с передовыми вычислительными методами позволяет нам проникнуть внутрь этих древних примеров за один и тот же как мы можем изучать пищевые сети в современном мире».