Палеонтологи музеев естественной истории в Копенгагене и Хельсинки преуспели в беспрецедентно подробном картографировании исторического биоразнообразия. Впервые теперь можно сравнить влияние климата на глобальное биоразнообразие в далеком прошлом - результат, который рисует мрачную картину сохранения современного видового богатства. Исследование только что было опубликовано в американском журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Разнообразие жизни на Земле почти невообразимо. Существует такое богатство организмов, что мы буквально не можем их все сосчитать.
Тем не менее, существует широкий консенсус в отношении того, что биоразнообразие находится в упадке и что Земля находится в разгаре шестого вымирания - скорее всего, из-за глобального потепления. Шестое вымирание отражает потерю видов растений и животных, с которой, по мнению ученых, мы сейчас сталкиваемся. Это событие, которое с подавляющей вероятностью вызвано деятельностью человека.
Ассистент профессора Кристиан Мак Эрум из Музея естественной истории Дании Копенгагенского университета возглавляет новаторское исследование:
Одна из проблем с гипотезой глобального потепления заключается в том, что трудно предсказать, что происходит с экосистемами и биоразнообразием по мере того, как планета нагревается. Изучая животных прошлого и приспособляемость видов, мы можем более точно реагировать на вопрос о том, что приводит к кризисам в экосистемах и что происходит после этого. До сих пор большой проблемой было то, что некоторые из самых больших колебаний биоразнообразия в течение геологического времени было исключительно трудно понять и точно датировать. Таким образом, было трудно сравнить возможные воздействия на окружающую среду и их влияние на биоразнообразие. Среди прочего, это связано с тем, что изменение климата происходит достаточно резко в геологическом плане. Поскольку предыдущие расчеты изменения биоразнообразия в глубоком промежутке времени были основаны на разделении временных интервалов на интервалы в 10-11 миллионов лет, прямое сравнение с климатическими воздействиями было невозможно. Наши новые кривые биоразнообразия обеспечивают беспрецедентно высокое временное разрешение, что позволяет нам сделать очень большой шаг к пониманию и согласованности климатических и экологических воздействий на биоразнообразие в целом - как в отношении развития видов, так и в отношении интервалов вымирания», - объясняет Кристиан Мак Орум..
Новый метод обеспечивает лучшую временную точность
Исследователи из университетов Копенгагена и Хельсинки разработали новый метод, который может обеспечить беспрецедентную точность изображения колебаний биоразнообразия в масштабах геологического времени. Это привело к новому пониманию как в отношении того, что вызвало самый большой интервал морского видообразования в истории Земли, так и в отношении того, что вызвало второе по величине массовое вымирание на нашей планете. Этот метод задействовал, среди прочего, большие данные и обработку больших объемов информации, собранной об окаменелостях, климате и исторических геологических изменениях. Исследование охватывает доисторический период, характеризующийся резкими изменениями климата и окружающей среды Земли. Среди прочего, он документирует повышение уровня кислорода и интенсивную вулканическую активность, а также важные события, которые документируют рост числа многоклеточных морских видов, например, во время «кембрийского взрыва»..
Исследования, которыми мы занимаемся уже более четырех лет, впервые позволили сравнить изменения, связанные с биоразнообразием, например, с изменением климата. Теперь мы можем видеть, что именно тогда, когда океан температура упала до нынешнего уровня, также произошло резкое увеличение биоразнообразия. Это говорит о том, что более прохладный климат, но не слишком холодный, очень важен для сохранения биоразнообразия. Более того, мы обнаруживаем, что очень крупное вымирание в конце ордовикского периода (485-443 миллиона лет назад), когда исчезло более 85% всех видов, было не «кратким ледниковым периодом», как считалось ранее, а скорее кризисный интервал в несколько миллионов лет с массовыми вымираниями. Скорее всего, это было вызвано повышенной вулканической активностью. Потребовалось почти 40 миллионов лет, чтобы исправить этот беспорядок, прежде чем биоразнообразие достигло уровня, существовавшего до этого периода вулканических смертей и разрушений», - подчеркивает Кристиан Мак Орум.
Вымирание
Широко признано, что на протяжении всей истории Земли было значительное количество крупных вымираний, в частности, пять крупных вымираний, «Большая пятерка». Это три крупнейших:
Крупнейшее вымирание произошло 250 миллионов лет назад, в конце пермского геологического периода. Считается, что 95% всех видов исчезли в результате катастрофы, предположительно вызванной вулканической активностью.
Второе крупнейшее вымирание произошло 443 миллиона лет назад, в конце ордовикского геологического периода. До сих пор считалось, что это событие ускорило внезапное глобальное похолодание, во время которого вымерло до 85% всех видов. Новое исследование, опубликованное в PNAS, опровергает это предположение и указывает на вулканизм как на главную причину.
Последнее крупное вымирание произошло 66 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры и другие формы жизни на Земле. Считается, что вулканизм и метеоритные удары на Земле привели к исчезновению до 75% всех видов. Сегодня исследователи говорят о том, что планета находится в шестом вымирании, вызванном антропогенными изменениями, включая глобальное потепление..
Методы работы
Среди прочего, исследователи использовали большую базу данных, известную как «База данных палеобиологии». Он содержит данные об окаменелостях, собранных со всей планеты и в разные периоды геологической истории Земли. До сих пор сбор данных для получения общей картины и оценки глобальной ситуации с высоким временным разрешением был невозможен из-за трудоемкости процесса. Новое исследование преодолело это препятствие, сначала построив глобально определенную схему «временных интервалов», которая разделила период продолжительностью 120 миллионов лет на 53 «временных интервала». Затем они сопоставили эти интервалы времени с горными породами, в которых были найдены окаменелости. Затем исследователи проанализировали свои данные, используя статистический метод, обычно используемый биологами для расчета распространенности животного мира в данной области. Палеонтологи использовали этот метод для расчета разнообразия родов на временной интервал, а также для «предсказания», сколько родов должно появиться в следующем временном интервале. Мало того, что эта методология позволила исследователям достичь беспрецедентно высокой временной точности, она также позволила им учесть любые отсутствующие ископаемые останки в течение геологического времени.