Худшее время для того, чтобы родиться на свет, случилось в конце пермского периода, около 250 млн. лет назад. Это период, когда случилось самое большое вымирание в истории нашей планеты, которое повлекло за собой гибель 97% всех видов живых существ. Событие было настолько масштабным, что получило название Великого вымирания.
Конец пермского вымирания связывают с массивными извержениями вулканов, которые происходили в то время. Но в новом анализе исследователи из Массачусетского технологического института утверждают, что массовое вымирание могло быть спровоцировано микробами. Эти микробы привело к всплеску углеродного цикла, вызвавшего экологические потрясения, такие как глобальное потепление и окисление океана. Потрясения уничтожали виды больших количествах в течение десятков тысяч лет, что по геологическим масштабам является всего лишь мигом.
Конец пермского вымирания случился около 260 млн. лет назад и считается самым тяжёлым из пяти известных событий массового вымирания. Тогда был уничтожен последний из трилобитов — выносливый морской вид, который пережил два предыдущих массовых вымирания. Наземные растения выжили, но при этом почти все леса исчезли. Хуже всего то, что это единственный известный случай вымирания, при котором не выжили даже насекомые.
Чтобы событие такого размера состоялось, много что должно было пойти не так. В то время мир состоял из одного суперконтинента под названием Пангея. Этот большой массив суши, изменяя динамику углерода перемещением тектонических плит, возможно, подтолкнул рост глобальных температур до максимальных отметок.
В течение около миллиона лет огромные извержения в Сибири выбрасывали базальт, который покрывал область, в семь раз превосходящую площадь Франции. Это, возможно, стало переломным моментом, отправив ещё больше двуокиси углерода в атмосферу. Это вызвало окисление океанов, убив множество морских видов, и его нагревание, приведшее к высвобождению метана. Результатом всего этого стал вышедший из под контроля климат, который продолжил нагревание и удаление кислорода из окружающей среды.
Могучий микроб
Даниил Ротман из МТИ считает, что цифры не складываются. «Изменения в углеродном цикле в глобальном масштабе трудно согласовать только с вулканической деятельности в Сибири». Его расчеты намекают, что было что-то ещё, что подстегнуло это события. Одна из гипотез заключается в участии микробной жизни.
«Эта гипотеза не так невероятна, как кажется. Ведь около 2,4 млрд. лет назад именно микробы в виде сине-зеленых водорослей дали атмосфере кислород». Этот период, называемый Кислородной катастрофой, также убил большинство организмов, которые были адаптированы к недостатку кислорода, и привел к одному из самых длинных холодных периодов в истории Земли. Так что микробы, несомненно, могут приводить к глобальным событиям.
С коллегами Ротман рассмотрел эволюционную историю Земли и определил происхождение микроба, который зародился во время Великого вымирания. Это микроб называется Methanosarcina, и он имел способность переваривать органические вещества с образованием метана. Молекулярные биологи из МТИ показали, что Methanosarcina выработал эту способность благодаря получению одного гена от класса бактерий Clostridia.
Ротман знал, что химический процесс, участвующий в создании метана, полагается на никель. Он отправился на поиски доказательств того, что Methanosarcina процветал в то время в осадочном слое в китайском регионе Meishan. Если среда в то время содержала больше никеля, чем обычно, то осадочные породы покажут это.
Ротман выбрал Meishan потому, что это хорошо изученная область. Осадочные слои здесь использовались, чтобы распознать и стандартизировать различные периоды геологической истории Земли, и они охватывают период Великого вымирания.
Поиск был успешным; содержание никеля оказалось повышенным в течение этого периода. Микроб Methanosarcina не только преуспевал бы в выработке метана, но и активно распространялся.
Никель попал в океаны, где жили и плодились Methanosarcina, за счёт непрерывной вулканической активности в Сибири. Растущее количество никеля в глобальном масштабе океанских течений позволило увеличить объёмы преобразования органического вещества в метан, который превращался в углекислый газ в результате реакции с кислородом. Это означало бы рост глобальных температур и окисление океанов, последнее идёт вместе с потерей кислорода, которые используется при создании CO2, ускоряя вымирание в океанах. Мёртвые организмы, в свою очередь, обеспечивали Methanosarcina органическим веществом для переваривания, усиливая цикл.
Марк Рейчов из Университета Лестера скептически относится к этой теории. Он утверждает, что нет доказательств того, что прирост никеля произошёл из сибирских вулканов. «Это интересная гипотеза, но я думаю, что Великое вымирание было сочетанием работы множества «убийственных механизмов», а не только одного предложенного».
Существует также сомнения по поводу точности периода проживания Methanosarcina. Текущие методы основаны на различиях последовательностей ДНК и имеют огромный запас по ошибке, так что микроб вполне мог существовать и до, и после Великого вымирания.
Ротман признает, что существуют вопросы. «Мы считаем, что вулканизм сам по себе не мог стать причиной этого вымирания. Потому мы говорим о микробе, которому этот вулканизм помог. Есть много способов, за счёт которых естественные колебания могут произойти в углеродном цикле Земли сегодня. При изучении изменений, которые сейчас происходят в углеродном цикле, мы должны попытаться сделать предсказания будущего нашей планеты».
Для отправки комментария, поставьте отметку, что разрешаете сбор и обработку ваших персональных данных. Политика конфиденциальности.