Используя комбинацию окаменелостей и химических маркеров, ученые проследили, как период глобального низкого содержания кислорода в океане превратил раннеюрскую морскую экосистему в напряженное сообщество, населенное лишь несколькими видами.
Исследование было проведено Роуэном Мартиндейлом, доцентом Техасского университета в Школе наук о Земле Остина Джексона, и опубликовано в печати в журналах «Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология» 15 июля. Исследование было подготовлено в соавторстве с Мартином. Аберхан, куратор Института эволюции и науки о биоразнообразии Музея естественной истории в Берлине, Германия.
Исследование сосредоточено на недавно обнаруженном ископаемом участке в Канаде, расположенном на ранчо Я-Ха-Тинда недалеко от национального парка Банф на юго-западе Альберты. На этом участке обнаружены окаменелости организмов, которые жили около 183 миллионов лет назад в ранней юре на мелководье, которое когда-то покрывало этот регион.
Место окаменелостей расширяет научные данные о тоарском океаническом аноксическом событии, периоде низкого содержания кислорода в мелководных водах океана, который, как предполагается, был вызван массивными извержениями вулканов. Океаническое аноксическое событие было идентифицировано на этом участке по геохимической записи, сохранившейся в горных породах. Эти геохимические данные были собраны в рамках предыдущего исследовательского проекта под руководством Бенджамина Гилла и Теодора Тема из Технологического института Вирджинии. Уровень кислорода в окружающей среде в раннеюрский период влияет на тип и количество углерода, сохранившегося в горных породах, что делает геохимические записи важным методом отслеживания бескислородных явлений.
«У нас есть эта прекрасная геохимическая запись, которая дает нам основу для определения времени Океанического бескислородного события», - сказал Мартиндейл, исследователь из Департамента геологических наук Школы Джексона.«Итак, с этой структурой мы можем посмотреть на донное сообщество, организмы, живущие на дне океана, и спросить: «Как это сообщество отреагировало на бескислородное явление?»
Окаменелости показывают, что до бескислородного события морское сообщество Я-Ха-Тинда было разнообразным и включало рыб, ихтиозавров (вымерших морских рептилий, похожих на дельфинов), морских лилий, омаров, моллюсков и устриц, аммонитов и колеоиды (кальмароподобные осьминоги). Во время аноксического события сообщество разрушалось, перестраивалось, а живущие в нем организмы сокращались. Моллюски, которые были наиболее многочисленны в сообществе до аноксии, были полностью уничтожены и заменены другими видами.
Морские моллюски, которые выжили во время и после события, были намного меньше, чем моллюски до события, что позволяет предположить, что низкий уровень кислорода ограничивал их рост.
Морская жизнь, зарегистрированная в Я-Ха-Тинда до и во время бескислородного события, похожа на окаменелости, найденные в европейских местах. Криспин Литтл, старший преподаватель палеонтологии Университета Лидса, не участвовавший в исследовании, сказал, что сходство между местами подчеркивает широко распространенный характер аноксии.
«Это подтверждает предыдущую работу, предполагающую, что T-OAE (событие аноксии) действительно было глобальным событием», - сказал Литтл.
Однако, в то время как другие объекты восстанавливались после аноксии, окружающая среда в Ya Ha Tinda продолжала испытывать стресс. Даже для маленьких выносливых двустворчатых моллюсков жизнь была тяжелой.
«Одна из интересных особенностей восстановления [в Ya Ha Tinda] заключается в том, что мы на самом деле видим меньше людей в то время, когда мы должны наблюдать восстановление сообщества», - сказал Мартиндейл.
Ископаемые предполагают, что окружающая среда подвергалась локальным стрессам, из-за которых уровень кислорода был низким, сказал Мартиндейл. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, почему жизнь в Я-Ха-Тинда не восстановилась с той же скоростью, что и в других местах.
Поскольку бескислородное явление в океане было побочным эффектом изменения климата, взгляд на древние морские сообщества может стать окном в потенциальные последствия текущего и будущего изменения климата, сказал соавтор Мартин Аберхан.
Один урок, который мы можем извлечь из этого исследования, заключается в том, что в человеческом масштабе стрессы, связанные с климатом, могут иметь очень длительные последствия, без каких-либо признаков восстановления в течение сотен тысяч лет, и что сообщества до и после климатических кризисов могут выглядеть совершенно по-разному по составу и экологическому функционированию», - сказал Аберхан.