День, когда погибли водоросли

Массовое пермско-триасовое вымирание могло быть спровоцировано гибелью популяций водорослей. По мнению группы ученых, эта гибель большого числа относительно простых форм жизни привела к коллапсу всей пищевой сети океана.

Массовое вымирание в конце пермского периода около 250 миллионов лет назад почти уничтожило жизнь на планете. В океане выжил лишь один из десяти видов. Исчезли две трети рептилий и амфибий. Даже растения и насекомые понесли огромные потери. Однако, согласно исследователям, изучающим молекулярные окаменелости того времени, первой «доминошкой» в этой почти тотальной катастрофе могли стать водоросли. Это вымирание, часто называемое «Великим вымиранием», является самым масштабным известным событием такого рода.

В отличие от вымирания динозавров, нет убедительных доказательств удара астероида как причины П-Т вымирания. Ученые рассматривают комплекс факторов: образование суперконтинента Пангея сократило мелководные местообитания; замедление циркуляции океана лишило глубоководные зоны кислорода; одно из крупнейших вулканических извержений в истории вызвало резкий рост CO₂ и глобальное потепление. Вдобавок ко всему, сероводород (H₂S) мог отравить океан и атмосферу. Роджер Саммонс из MIT и его коллеги, обнаружившие молекулярные свидетельства масштабного распространения бактерий, метаболизм которых зависит от сероводорода, являются ведущими сторонниками этой теории.

Исследователи выявили значительное увеличение биомаркеров зеленых серных бактерий в образцах пород поздней перми по всему миру. Эти анаэробные фотосинтезирующие микробы используют сероводород вместо воды (H₂O) в качестве донора электронов. Их присутствие указывает на распространение эвксинии — сероводородного заражения вод, которое в прошлом было характерно для океанов Земли. «То, что произошло вокруг события П-Т, — это возврат к протерозойскому сульфидному океану», — говорит Саммонс.

Одна проблема заключается в том, что биомаркеры серных организмов появились за 1,5 миллиона лет до основного вымирания. Саммонс объясняет это тем, что экология океана не была разрушена мгновенно, но пострадал ключевой компонент — водоросли. Как богатый энергией источник пищи, водоросли поддерживают сложные морские экосистемы. Если их численность сократилась из-за отравления H₂S, основой пищевой цепи стали бактерии, но это менее эффективно. «Мало животных могут успешно питаться бактериями», — отмечает ученый. По его мнению, стресс накапливался более миллиона лет, пока не достиг критической точки.

«Биомаркеры убедительно подтверждают гипотезу о том, что сероводород, смертельный газ, растворимый в воде, проник в мелководный океан… откуда он, вероятно, попадал и в атмосферу, вызывая разрушение как морских, так и наземных экосистем», — говорит Ли Камп из Университета штата Пенсильвания. Дейв Боттджер из USC считает, что выброс H₂S стал последним ударом на фоне других факторов, таких как масштабное вулканическое излияние в Сибирских траппах. Окружающая среда конца перми «была крушением поезда. Сероводород, вероятно, стал coup de grace [смертельным ударом]».

Для подтверждения ключевой роли водорослей команда Саммонса планирует точнее отследить изменения уровней стероидных остатков водорослей и сравнить эти данные с кембрийским взрывом 530 миллионов лет назад, когда произошла великая диверсификация многоклеточной жизни.