Приблизно 460-490 мільйонів років тому біорізноманіття на Землі різко зросло. Причину цього найбільшого сплеску диверсифікації в історії земних видів заперечують. Згідно з новим дослідженням, причиною всьому стало похолодання.
Автори роботи в Nature Communications наклали результати кліматичного і макроекологічного моделювання Землі 430-490 мільйонів років тому, щоб прийти до висновку про те, що було причиною збільшення числа викопних видів в древніх морях. При цьому вчені прийшли до досить контрінтуїтивного висновку.
Вони розбили період в 60 мільйонів років на 10 симульованих зон і в результаті моделювання зробили висновок про те, що в міру зниження земних температур планета перейшла з пантропічного — коли на ній навіть у полюсів був тропічний клімат — до кліматично різноманітного стану. У ньому в більш високих широтах морська фауна повинна була вимушено відрізнятися від тієї, що зустрічається в більш низьких широтах.
На думку вчених, це вказує на те, що охолодження призвело до створення додаткових екологічних ніш для менш теплолюбних видів, що і дозволило їх кількості помітно збільшитися. Вони підкріплюють результати цього моделювання посиланнями до інших наукових робіт, де для ряду мілководних кембрійських басейнів (до 490 мільйонів років тому) показана температура води вище плюс 40, згубна для морського життя, яким ми його знаємо сьогодні.
Автори роботи самі відзначили деякі її неоднозначні сторони. По — перше, не очевидно, що морські види півмільярдної давності — при середніх температурах Землі набагато вище плюс 20 – були такими ж нестійкими до тепла, як сучасні, що виникли при середніх плюс 15. Дослідники спробували компенсувати це в моделі, але про однозначне вирішення питання говорити складно: вивчити древніх тварин експериментально неможливо.
Червоним на графіку показані прокаріоти, зеленим — одноклітинні еукаріоти, сірим — багатоклітинні. Легко бачити, що 0,49 – 0,43 мільярда років тому (зона трохи правіше-0,5 мільярда років на графіку) показує зменшення загальної біомаси, незважаючи на зростання числа видів. Це природний наслідок зниження температури: загальна біомаса прохолоднішого світу стала нижчою, ніж була в теплі часи кембрію / © S. Franck et al.
Ще одна велика проблема: моделювання не включало зміни концентрації кисню на планеті. Вчені мотивували це посиланнями на інші роботи, які показали, що вже 490 мільйонів років тому кисню в повітрі було не так мало. Отже, постулювали вони, кисень не міг бути причиною спалаху видоутворення в ордовицькому періоді, 460-490 мільйонів років тому.
Слабке місце такого припущення в тому, що, згідно з останніми роботами в цій області, якраз 460-490 мільйонів років тому концентрація кисню в атмосфері додатково зросла на десятки відсотків до базового рівня (який був 490 мільйонів років тому, що видно на графіку нижче).
Нижній графік: по вертикальній осі рівень кисню у відсотках від сучасного (чорною лінією), по горизонтальній осі показані мільйони років до нашого часу. Добре видно пік в районі ~ 750 мільйонів років і подальший провал майже до нуля в районі початку глобального заледеніння кріогенну / © Krause et al.
Причиною цього “кисневого вибуху”, судячи з усього, була колонізація суші наземними рослинами, які тільки що виникли. На відміну від морських, у них значно простіший доступ до вуглекислого газу і від цього більша біомаса.
Досить очевидно, що така різка зміна умов могла сильно вплинути на біорізноманіття і без зміни клімату в цілому. Більш того, по ряду припущень, саме ця зміна клімату — похолодання ордовика — було викликано тим, що швидкий фотосинтез наземних рослин помітно знизив концентрацію СО2 в атмосфері, що і зробило глобальне похолодання неминучим.