Темрява та розмір тіла виявилися ключовими чинниками, що визначали, які види морських планктонних організмів не пережили падіння астероїда, що вбив динозаврів 66 мільйонів років тому. Раніше науковці вважали, що причиною масового вимирання в океані було різке збільшення його кислотності через масштабні пожежі, які збільшили кількість вуглекислого газу в атмосфері й воді. Але нові результати показують, що в океані діяли ті самі чинники, що й на суші. Дослідження опублікували в журналі Nature.
Чому одні види пережили падіння астероїда, а інші — ні?
Крейдово-палеогенове вимирання спричинило загибель не лише динозаврів, але й багатьох ліній птахів, рептилій і морських організмів. При цьому науковці досі сперечаються, що саме спричинило це вимирання: викид мантійної речовини, так званих деканських трапів, падіння одного чи двох астероїдів. Остання гіпотеза є найбільш поширеною та передбачає, що викид речовини через сам удар астероїда й подальше виверження вулканів привели до накопичення в атмосфері такої кількості твердих частинок, що вони блокували сонячне світло, зменшуючи доступність рослинної їжі.
Через це на суші вижили здебільшого дрібніші організми, які не потребували значних ресурсів для життя. Але попередні дослідження показували, що в океані нестача сонячного світла була не такою критичною або ж більш фрагментарною. Тому основною причиною вимирання деяких морських планктонних організмів, таких як молюски-рудисти та наннопланктон, називали закислення океану. Перевірити ці гіпотези взялися науковці Бристольського університету в Сполученому Королівстві, сфокусувавшись на відтворенні подій після падіння астероїда-«вбивці динозаврів» Чиксулуб.
Як вивчали причини загибелі морських організмів?
У дослідженні використали модель EcoGENIE, яка враховувала три наслідки падіння астероїда Чиксулуб: збільшення концентрації вуглекислого газу, різке зниження рівня освітленості та потік поживних речовин, таких як залізо та фосфор, що потрапили в океан після удару астероїда. У модель внесли обмеження: вид вважався вимерлим після того, як загальна його біомаса ставала меншою, ніж маса однієї особини. За таким критерієм науковці перевірили імовірність виживання 32 типів фітопланктону, 32 — зоопланктону, 32 — міксотрофів, які харчуються і завдяки фотосинтезу, і завдяки поїданню інших організмів, і 16 типів одноклітинних організмів форамініфер. Досліджували саме планктонні організми, які є найнижчою ланкою харчового ланцюга та зникнення яких потягнуло за собою загибель й інших морських організмів.
Коли науковці відокремили кожен фактор впливу на морську екосистему, то з’ясувалося, що саме відсутність світла була найбільш згубною, а закислення океану вуглекислим газом і зменшення температур було не таким суттєвим. Брак світла призвів до скорочення глобального виробництва поживних речовин фотосинтетичними організмами на 99,5 відсотка. Через це найбільше постраждали ті організми, що мали симбіотичні зв’язки з водоростями, наприклад планктонні форамініфери, які й зараз складають близько одного відсотка від усіх форамініфер. Найбільш стійкими виявилися міксотрофи, пристосовані отримувати енергію з декількох джерел. Водночас у вимиранні проявилася й географічна вибірковість: тропічні види були більш залежними від світла, тому й більшість із них вимерла, тоді як більш полярні організми, зокрема біля південного полюса, вже були пристосованими до нестачі світла.
При цьому найбільші організми мали найвищий поріг виживання, адже кожна особина мала значну масу, та найвищі енергетичні потреби. Разом із тим, що вони мали меншу щільність розселення, тобто рідше зустрічалися зі своїми родичами, це зробило їх особливо вразливими перед вимиранням. Як моделювання, так і викопні рештки показали, що після крейдово-палеогенового вимирання вціліли здебільшого дрібні організми розміром до 2,5 мікрометра.
Як це відкриття змінює уявлення про давні епізоди вимирання?
За допомогою нової моделі науковцям вдалося відтворити процеси крейдово-палеогенового вимирання так, щоб вони узгоджувалися з даними аналізу викопних решток того періоду. При цьому виявилося, що розселення організмів перед вимиранням і їхнє пристосування до умов відсутності певних ресурсів також впливають на імовірність виживання, що пояснює виживання одних організмів і повне зникнення груп інших. Науковці сподіваються, що їхній підхід допоможе відтворити події й інших масових вимирань.
Що науковці вже знають причини та наслідки масових вимирань
☄️ Дослідники знайшли пояснення тому, чому лише деякі удари метеоритів призводять до масових вимирань: це залежить від того, які речовини вони викидають в атмосферу після падіння.
🦖 Астероїд, який утворив кратер Чиксулуб і призвів до загибелі динозаврів, прилетів з групи тіл за орбітою Юпітера, на відміну від більшості метеоритів на Землі.
🌴 Падіння цього астероїда не лише спричинило вимирання тварин, але й змінило структуру дощових тропічних лісів, зробивши її подібною на сучасну.