Истощение озонового слоя могло стать причиной крупнейшего массового вымирания на Земле 252 миллиона лет назад

Сосны становятся временно стерильными при воздействии ультрафиолетового излучения такой интенсивности, которая, по мнению некоторых учёных, была на Земле 252 миллиона лет назад во время крупнейшего массового вымирания. Этот эксперимент поддерживает теорию о том, что истощение озонового слоя внесло вклад в кризис.

Исследование, проведённое аспирантом Калифорнийского университета в Беркли Джеффри Бенкой, опубликовано 7 февраля в онлайн-журнале Science Advances. Учёный облучал миниатюрные сосны высотой 46 см ультрафиолетом-B (UV-B) с дозировкой до 13 раз выше современной земной, моделируя эффект истощения озона из-за масштабных вулканических извержений в конце пермского периода. Ни одно дерево не погибло за двухмесячный эксперимент, но все шишки (семенные шишки) сморщились через несколько дней после появления, сделав деревья стерильными. При последующем размещении на открытом воздухе деревья восстановили способность производить здоровые шишки.

Учёные давно предполагали, что истощение озонового слоя из-за вулканических извержений в Сибири, длившихся сотни тысяч лет (образование Сибирских траппов), было одной из причин пермского вымирания, уничтожившего около 70% наземных позвоночных, 95% морской жизни и многие линии растений. Однако механизм оставался неясным. Моделирование палеоклимата предполагает, что вулканические выбросы могли временно уничтожить озоновый слой по всей планете. Даже если деревья восстанавливали фертильность, повторяющиеся эпизоды стерильности могли со временем подорвать рост популяций, что привело бы к коллапсу биосферы в планетарном масштабе.

«Во время пермского кризиса леса могли исчезнуть частично или полностью из-за повышенного воздействия ультрафиолета, — сказал Бенка. — При импульсных вулканических извержениях мы ожидаем импульсного ослабления озонового щита, что могло привести к сокращению лесов, ранее наблюдаемому в летописи окаменелостей». Соавтор исследования Иво Дейнсти добавил: «Эксперимент Джеффа, который использовал свои фитотроны как машину времени, чтобы проверить гипотезу о том, что могло произойти 252 миллиона лет назад, прекрасно иллюстрирует, как медленно разворачивавшееся вымирание на суше, возможно, в течение десятков или сотен тысяч лет, могло быть вызвано репродуктивными проблемами в основе пищевой цепи».

В эксперименте сосны действительно производили деформированную пыльцу: при среднем и экстремальном облучении 12–15% зёрен были деформированы против 3% в контроле. Это согласуется с более ранними находками окаменелой деформированной пыльцы того периода. Однако самым удивительным результатом стала полная стерилизация всех облучённых деревьев. «Даже у сосны горной (Pinus mugo), альпийского вида, который должен быть довольно устойчив к повышенному уровню ультрафиолета, и чьи шишки имеют сложную защиту, все семенные шишки погибли», — отметил Бенка.