По статистике, этого не должно было произойти: Что-то очень странное произошло в океане после падения астероида, убившего динозавров

Последствия были мгновенными и серьезными. Факты свидетельствуют о том, что около 70 % видов вымерли в геологический миг, и это не только знаменитые динозавры, которые когда-то преследовали землю. Были уничтожены и хозяева мезозойских океанов, от мозазавров — группы водных рептилий, возглавлявших пищевую цепь, — до изысканных панцирных родственников кальмаров, известных как аммониты.

Даже те группы, которые пережили катастрофу, такие как млекопитающие, рыбы и цветковые растения, пережили серьезное сокращение численности и исчезновение видов. Жизнь беспозвоночных в океанах была не намного лучше.

Но на морском дне обитала группа животных, оставившая фантастические окаменелости и продолжающая процветать сегодня: двустворчатые моллюски — моллюски, петушки, мидии, устрицы и другие.

То, что случилось с этими существами во время вымирания и как они восстановились, рассказывает важную историю как о прошлом, так и о будущем биоразнообразия.

Удивительные находки на морском дне

Морские двустворчатые моллюски потеряли около трех четвертей своих видов во время этого массового вымирания, которое ознаменовало конец мелового периода. Мы с коллегами — каждый из нас, палеобиологов, изучающих биоразнообразие, — ожидали, что потеря такого количества видов сильно сократит разнообразие ролей, которые двустворчатые моллюски играют в своей среде обитания, что мы называем их «образом жизни».

Но, как мы объясняем в исследовании, опубликованном в журнале Sciences Advances, это оказалось не так. Изучив окаменелости тысяч видов двустворчатых моллюсков, мы обнаружили, что почти все их виды, независимо от того, насколько редкими или специализированными они были, пережили вымирание.

По статистике, этого не должно было произойти. Убейте 70% видов двустворчатых моллюсков, даже случайным образом, и некоторые виды жизни должны исчезнуть.

Большинство двустворчатых моллюсков с удовольствием зарываются в песок и ил, питаясь фитопланктоном, который они добывают из воды. Но некоторые из них обзавелись хемосимбионтами и фотосимбионтами — бактериями и водорослями, которые производят для двустворчатых моллюсков питательные вещества из химических веществ или солнечного света в обмен на жилье. Некоторые из них даже стали плотоядными. Некоторые группы, в том числе устрицы, могут откладывать прочный цемент, который застывает под водой, а мидии держатся за камни, прядя шелковистые нити.

Мы думали, что эти более специализированные формы жизни будут уничтожены последствиями удара астероида, в том числе пылью и обломками, блокирующими солнечный свет и нарушающими огромную часть пищевой цепи двустворчатых моллюсков: фотосинтезирующие водоросли и бактерии. Однако большинство из них выжили, хотя биоразнообразие было навсегда изменено, поскольку возник новый экологический ландшафт. Виды, которые когда-то были доминирующими, вымирали, а на их месте появлялись эволюционно новые.

Причины, по которым одни виды выжили, а другие нет, оставляют много вопросов для изучения. Наибольшие видовые потери понесли те виды, которые отфильтровывали фитопланктон из толщи воды, но и те, которые питались органическими отбросами и не так сильно зависели от энергии Солнца, тоже. Узкое географическое распространение и различный метаболизм, возможно, способствовали вымиранию этих видов.

Биоразнообразие возвращается

Жизнь восстанавливалась после каждого из массовых вымираний Большой пятерки на протяжении всей истории Земли, в итоге преодолевая прошлые максимумы разнообразия. Богатая ископаемая летопись и впечатляющее экологическое разнообразие двустворчатых моллюсков дают нам потрясающую возможность изучить их, чтобы понять, как восстанавливаются экосистемы и глобальное биоразнообразие после вымирания.

Вымирание, вызванное ударом астероида, уничтожило некоторые процветающие виды жизни и открыло другим возможность доминировать в новом ландшафте.

В то время как многие люди сетуют на исчезновение динозавров, мы, малакологи, скучаем по рудистам.

Эти двустворчатые моллюски причудливой формы напоминали гигантские рожки мороженого, иногда достигавшие в размерах более 3 футов (1 метра), и они доминировали в мелководных тропических морях мезозоя в виде массивных скоплений деформированных особей, похожих на современные коралловые рифы. По крайней мере, некоторые из них содержали фотосимбиотические водоросли, которые снабжали их питательными веществами и стимулировали их рост, подобно современным кораллам.

Сегодня гигантские моллюски(Tridacna) и их родственники занимают часть уникального фотосимбиотического образа жизни, который когда-то вели рудисты, но им не хватает поразительного видового разнообразия рудистов.

Массовые вымирания явно нарушили статус-кво. Теперь на дне наших океанов преобладают моллюски, зарывшиеся в песок и ил, — квакши, петушки и их родственники — картина, значительно отличающаяся от той, что была на морском дне 66 миллионов лет назад.

Новые победители в разрозненной экосистеме

Экологические признаки сами по себе не полностью предсказывают характер вымирания и не полностью объясняют восстановление. Мы также видим, что простое выживание после массового вымирания не всегда давало преимущество, поскольку виды диверсифицировались в рамках старых, а иногда и новых способов существования — и лишь немногие из этих новых способов доминируют в экологическом ландшафте сегодня.

Как и рудисты, двустворчатые моллюски тригониды до вымирания имели множество различных видов. Эти высокодекоративные моллюски строили части своих раковин из сверхпрочного биоматериала под названием перламутр — подумайте о переливчатом жемчуге — и имели фрактально сцепленные петли, удерживающие два клапана вместе.

Но, несмотря на то, что они пережили вымирание, которое должно было поставить их в выгодное положение для повторного накопления видов, их диверсификация застопорилась. Вместо них стали размножаться другие виды двустворчатых моллюсков, которые зарабатывали на жизнь тем же способом, в результате чего эта некогда могущественная и глобальная группа превратилась в горстку видов, встречающихся теперь только у берегов Австралии.

Уроки для современных океанов

Эти неожиданные модели вымирания и выживания могут послужить уроком на будущее.

Ископаемые показывают нам, что биоразнообразие имеет определенные точки перелома, обычно во время идеального шторма климатических и экологических потрясений. При этом происходит не просто исчезновение видов, а переворачивается экологический ландшафт.

Многие ученые считают, что нынешний кризис биоразнообразия может перерасти в шестое массовое вымирание, вызванное деятельностью человека, который изменяет экосистемы и глобальный климат. Кораллы, на рифах которых обитает почти четверть всех известных морских видов, столкнулись с массовым обесцвечиванием, поскольку потепление океанской воды ставит под угрозу их будущее. Закисление океанов, поглощающих все больше углекислого газа, также может привести к ослаблению панцирей организмов, играющих ключевую роль в океанической пищевой сети.

Результаты, подобные нашим, свидетельствуют о том, что в будущем восстановление после вымирания, скорее всего, приведет к появлению в океанах совсем других видов и способов их существования. И этот результат может не соответствовать потребностям человека, если виды, обеспечивающие основную часть экосистемных услуг, будут вымирать генетически или функционально.

Мировой океан и его обитатели — сложная система, и, как показывают последние исследования нашей команды, трудно предсказать траекторию восстановления биоразнообразия — даже при снижении давления на вымирание.

Миллиарды людей зависят от океана в плане питания. Как показывает история двустворчатых моллюсков, изменение порядка численности — количества видов в каждом виде жизни — не обязательно приведет к тому, что в следующий раз удастся прокормить столько же людей.