Эволюция корней деревьев могла вызвать массовые вымирания
Эволюция корней деревьев могла запустить серию массовых вымираний, которые потрясли океаны Земли в девонский период более 300 миллионов лет назад. К такому выводу пришло исследование под руководством ученых из IUPUI и их коллег из Великобритании.
Доказательства этой новой точки зрения на невероятно изменчивый период предыстории Земли представлены в GSA Bulletin. Исследование возглавили Габриэль Филиппелли, профессор наук о Земле в Школе науки IUPUI, и Мэтью Смарт, бывший аспирант его лаборатории.
«Наш анализ показывает, что эволюция корней деревьев, вероятно, затопила древние океаны избытком питательных веществ, вызвав массовый рост водорослей», — сказал Филиппелли. «Эти быстрые и разрушительные цветения водорослей истощили бы большую часть кислорода в океанах, спровоцировав катастрофические события массового вымирания».
Девонский период (419–358 млн лет назад), известный массовыми вымираниями, предшествовал расцвету жизни на суше. Считается, что в эти события погибло почти 70% всей жизни на Земле.
Описанный в исследовании процесс — эвтрофикация — поразительно похож на современное, хотя и меньшего масштаба, явление, вызывающее обширные «мертвые зоны» в Великих озерах и Мексиканском заливе. Разница в том, что древние события, вероятно, были вызваны корнями деревьев, которые вытягивали питательные вещества из почвы в периоды роста, а затем резко высвобождали их в воду Земли в периоды разложения.
Теория основана на сочетании новых и существующих данных. Химический анализ отложений из древних озерных котловин (включая образцы из Гренландии и северо-восточного побережья Шотландии) позволил подтвердить ранее выявленные циклы с высоким и низким содержанием фосфора — ключевого элемента для всей жизни.
Ученые также выявили влажные и сухие циклы по признакам выветривания (образования почвы), вызванного ростом корней. Важнее всего, что сухие циклы совпадали с более высоким уровнем фосфора, что указывает на высвобождение питательных веществ из отмирающих корней в воду планеты.
«Заглянуть на 370 миллионов лет в прошлое непросто, — сказал Смарт. — Но у горных пород долгая память». Совпадение фосфорных циклов с эволюцией первых древесных корней (характерной для Archaeopteris) позволило исследователям определить разложение корней деревьев как главную причину вымираний в девоне.
К счастью, современные деревья не вызывают подобных разрушений благодаря эволюции природных систем, балансирующих влияние гниения, и более глубоким почвам, удерживающим питательные вещества. Однако выявленные закономерности проливают свет на новые угрозы для океанов: загрязнение от удобрений, навоза и других органических отходов уже поставило океаны на грань аноксии (полного отсутствия кислорода).
«Эти новые данные о катастрофических последствиях природных событий в древнем мире могут послужить предупреждением о последствиях аналогичных условий, возникающих сегодня в результате деятельности человека», — заключает Филиппелли.