Dinosaurussen, ongeveer 65 miljoen jaar geleden uitgestorven, het waren beslist sombere wezens - dikke huid, gepantserde, stevige tanden en klauwen. Tyrannosaurus rex, het grootste landroofdier aller tijden, zou bijvoorbeeld gemakkelijk een neushoorn of een olifant doormidden kunnen bijten met een ongrijpbare beweging van zijn verschrikkelijke kaken. En het gewicht van herbivore hagedissen met zuilvormige poten bereikte 30 en zelfs 50 ton. En het is geen toeval dat paleontologen, die de ondraaglijke botten van een ander antediluviaans wezen hadden ontdekt, het een seismosaurus noemden, dat wil zeggen een hagedis die de aarde doet schudden. De lengte van dit monster was volgens de conservatieve schattingen van onderzoekers 48-50 meter.
Bijna 200 miljoen jaar lang waren de majestueuze reptielen de soevereine meesters van alle drie de elementen: behendige ichthyosauriërs, die op moderne dolfijnen leken, zwommen in de oerzee, multi-ton diplodocus liep op de grond en toothy pterodactylen keken uit naar prooien in de lucht. (Overigens bereikte de spanwijdte van deze vliegende monsters soms 16 meter, wat redelijk vergelijkbaar is met de afmetingen van een gevechtsjager van onze tijd.)
En toen begonnen de dinosauriërs plotseling snel uit te sterven, ze werden vervangen door onopvallende, kleine en onopvallende wezens, voornamelijk nachtdieren. Wetenschappers waren al op de hoogte van onverwachte en catastrofale veranderingen in de samenstelling van planetaire biota aan het einde van het Krijt in de 18e eeuw, en daarna wordt dit mysterieuze fenomeen vaak de "Grote Uitsterving" genoemd.
Waarom zijn dinosauriërs uitgestorven? Wat had er kunnen gebeuren? In de regel schilderen schoolboeken zo'n bescheiden beeld. Een grote en bloeiende groep reptielen (zowel vleesetende als herbivoor), die alle ecologische niches van de planeet bevolkte, stierf plotseling plotseling - onmiddellijk en overal. En omdat deze reuzen op dat moment geen serieuze concurrenten hadden (zoogdieren zaten ineengedoken aan de rand van de evolutie en bezetten vervolgens gewoon het lege huis), is het logisch om naar een externe reden te zoeken. Bijvoorbeeld een klimaatramp (een scherpe afkoeling of, integendeel, een opwarming), een supernova-explosie die gepaard gaat met dodelijke fluctuaties in de gamma-achtergrond, of een verandering in magnetische polen, die de planeet tijdelijk van zijn beschermende omhulsel beroofden.
Asteroïde hypothese
De asteroïdehypothese is al een tijdje behoorlijk populair geworden. Stel dat aan het einde van het Krijt een enorme meteoriet op onze planeet instortte en miljarden tonnen stof in de stratosfeer gooide, die het aardoppervlak afschermde, wat leidde tot de dood van groene planten, en daarna de rest van de fauna. Bovendien zou de val van zo'n meteoriet een heropleving van het aardse vulkanisme kunnen veroorzaken, wat de situatie aanzienlijk zou kunnen verergeren. Opgemerkt moet worden dat serieuze paleontologen dit standpunt niet bijzonder ondersteunen.
Waar kwam de asteroïde-hypothese vandaan? In het midden van de jaren 60 van de 20e eeuw ontdekten wetenschappers in geologische afzettingen die dateren uit het Krijt en het Cenozoïcum (ongeveer 67 miljoen jaar geleden) een laag blauwe klei met een abnormaal hoog gehalte aan het zeldzame metaal iridium (20 keer meer dan het gemiddelde in de aardkorst) … Later werden veel soortgelijke anomalieën gevonden (in sommige was de iridiumconcentratie 120 keer hoger dan de achtergrond), terwijl ze allemaal even oud waren - ze lagen op de grens van het Krijt en het Cenozoïcum.
Promotie video:
Omdat er heel weinig iridium in de aardkorst en in meteorietmateriaal zit (voornamelijk in ijzermeteorieten, die als fragmenten van planetaire kernen worden beschouwd), wordt het in overmaat aangetroffen, bracht een natuurkundige uit de Verenigde Staten Alvarez de iridiumanomalie in verband met de val van een asteroïde. Hij schatte zijn diameter op 10-12 km en gaf zelfs de plaats van de ramp aan - het schiereiland Yucatan, waar een krater van indrukwekkende afmetingen met een diameter van ongeveer 150 km werd gevonden.
De val van zo'n asteroïde zou de aarde sterk doen schudden: een tsunami-golf van monsterlijke kracht en hoogte zou de kusten tientallen en honderden kilometers landinwaarts verwoesten, en een grandioze stofwolk zou de zon lange tijd verduisteren. Een zes maanden durende afwezigheid van zonlicht zou groene planten doden (fotosyntheseprocessen zouden stoppen), en dan (langs de voedselketens) en dieren - zowel land als zee.
Het is lang geleden dat Alvarez zijn impacthypothese in 1980 naar voren bracht (van de Engelse impact - "klap"). Er zijn nu enkele tientallen iridium-anomalieën bekend, terwijl ze zich in geologische afzettingen van verschillende leeftijden bevinden, maar het is niet mogelijk om ze in verband te brengen met de massale sterfte van flora en fauna. Bovendien hebben geologen de beschikking over een aantal kraters die veel indrukwekkender zijn dan het beruchte Yucatan. De diameter van sommige ervan bereikt 300 km, maar er is absoluut niets ernstigs gebeurd met de planetaire biota (en dit is betrouwbaar vastgesteld). Dat is heel natuurlijk, want de biosfeer is geenszins een kinderontwerper waarvan de elementen willekeurig kunnen worden geschud en opgevouwen, maar een stabiele homeostaat die effectief bestand is tegen verschillende soorten storingen.
De beroemde Russische paleontoloog K. Yu. Eskov merkte op:
In die zin is de situatie met de Eltaninsky-asteroïde (ongeveer 4 km doorsnede), die ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden in het late Plioceen viel, op de plank tussen Zuid-Amerika en Antarctica vrij indicatief; de overblijfselen van de asteroïde zijn relatief recentelijk opgetrokken uit een krater die op de zeebodem is gevormd. De gevolgen van dit najaar zien er rampzalig uit: kilometer tsunami's wierpen de zeefauna diep het land in; juist in die tijd verschenen er heel vreemde begrafenissen van fauna met een mengeling van mariene en terrestrische vormen aan de Andeskust en verschenen plotseling puur mariene diatomeeën in de Antarctische meren. Wat betreft de verre, evolutionair significante gevolgen, ze bestonden simpelweg niet (sporen van deze impact zijn ingesloten in één stratigrafische zone), d.w.z.na al deze verschrikkelijke verstoringen volgde absoluut geen uitsterven.
De foto is dus best interessant. Zodra de iridium-anomalieën doelbewust begonnen te zoeken, werd het meteen duidelijk dat hun starre verband met het massaal uitsterven van dinosauriërs (of enig ander organisme) niets meer is dan een illusie. De fossiele overblijfselen van de Mesozoïsche hagedissen getuigen ondubbelzinnig: het catastrofale scenario van het uitsterven van Mel-Paleogeen is waardeloos, omdat sommige groepen dinosauriërs lang vóór de iridium-anomalie verdwenen, terwijl andere veel later in de vergetelheid raakten. Het proces strekte zich uit over honderdduizenden en miljoenen jaren, dus er kan geen sprake zijn van een snelle uitsterving van dinosauriërs.
Daarom kunnen de asteroïdehypothese, evenals alle andere scenario's van "schokimpact", met een gerust hart naar het archief worden gestuurd, omdat ze de gelijktijdige vernietiging van flora en fauna impliceren. Ondertussen was zelfs de massale sterfte van mariene organismen aan het einde van het Krijt (veel sneller dan het uitsterven van dinosauriërs) alleen volgens geologische maatstaven ogenblikkelijk en strekte zich uit over een behoorlijke tijd - volgens verschillende schattingen, van 10 tot 100.000 jaar. De reptielen zijn niet van de ene op de andere dag uitgestorven.
K. Yu. Eskov schreef:
Hoe komt het?! En het is heel simpel: het uitsterven van dinosauriërs gaat door het hele Late Krijt met een min of meer constante snelheid, maar vanaf een bepaald moment houdt deze afname op om de opkomst van nieuwe soorten te compenseren; oude soorten stierven uit - en nieuwe leken ze niet te vervangen, enzovoort tot de volledige vernietiging van de groep. Met andere woorden, aan het einde van het Krijt was er geen catastrofale uitsterving van dinosauriërs, maar het falen om ze te vervangen door nieuwe (dit verandert het beeld merkbaar). Dit betekent dat we kunnen praten over een vrij langdurig natuurlijk proces.
De magnetische polen van de aarde veranderen
Alternatieve versies zijn niet meer overtuigend - bijvoorbeeld de hypothese van een plotselinge verandering van de aardpolen of een supernova-explosie nabij het zonnestelsel. Natuurlijk is de magnetische polariteitsomkering nogal onaangenaam, omdat de stromen van hoogenergetische geladen deeltjes die van de zon vliegen, afbuigen in de krachtlijnen van het magnetische veld en de ui-schalen van de stralingsbanden vormen. Als je de dikke magnetische "mantel" van onze planeet afscheurt, zal harde straling vrijelijk het oppervlak van de planeet bereiken.
Maar ten eerste is de haasje-over van de magnetische polen geenszins een exotisch, maar een regelmatig periodiek proces, en de gegevens van speciale studies onthullen gewoonlijk geen verband tussen mondiale biosferische crises en veranderingen in aardmagnetisme. En ten tweede is de biosfeer als geheel een onberispelijke debugging homeostat die gemakkelijk bestand is tegen inmenging van buitenaf.
Supernova-explosie
Een supernova-explosie is een galactische ramp. Als een dergelijke gebeurtenis zich voordoet in de buurt van het zonnestelsel (volgens astronomen gebeurt dit eens in de 50-100 miljoen jaar), dan zal de flux van röntgen- en gammastraling niet alleen de ozonlaag vernietigen, maar ook een deel van de atmosfeer van de aarde wegvegen, wat het zogenaamde 'effect' veroorzaakt. hooglanden”, die niet alle organismen kunnen overleven.
Maar zelfs in dit geval zal het uitsterven hoogstwaarschijnlijk niet plotseling zijn, maar zich uitstrekken over tientallen en honderden millennia. Bovendien zouden de harde straling en het effect van hoge bergen voornamelijk de bevolking van land en ondiepe wateren moeten treffen, maar in feite, zoals we weten, was de situatie precies het tegenovergestelde: de flora en fauna van de open zee, inclusief microscopisch kleine, hadden het meest te lijden, en onder de bewoners sushi, om de een of andere reden werden alleen dinosauriërs het slachtoffer van de Grote Uitsterving.
Deze ongelooflijke selectiviteit is over het algemeen het meest kwetsbare punt van alle shockhypothesen: waarom zijn de dinosauriërs in feite uitgestorven en hebben de krokodillen het nu overleefd en goed geleefd? Misschien is de ongekende populariteit van verschillende soorten "shock" -versies voornamelijk te danken aan de successen van observationele astronomie in de afgelopen 20-30 jaar.
Klimaatverandering of "natuurlijke" oorzaken?
Dus waarom zijn dinosaurussen uitgestorven? Een van de twee dingen: ofwel klimatologische veranderingen aan de grens tussen Krijt en Cenozoïcum, of puur "natuurlijke" redenen - een radicale herstructurering binnen ecosystemen en een verandering in gemeenschappen.
Laten we het op volgorde uitzoeken. We zijn eraan gewend dat het planetaire klimaat wordt gekenmerkt door een uitgesproken breedtezonaliteit: regenwouden groeien op de evenaar, savannes liggen in het zuiden en noorden ervan, periodiek bevochtigd, waar talloze kuddes hoefdieren grazen, en zelfs verder naar het noorden en zuiden is er een strook zonovergoten woestijnen en semi woestijn. De subtropen maken plaats voor gematigde bossen - bladverliezend en naaldachtig, en die geven geleidelijk hun posities op de koude toendra op, waar bijna niets groeit. Welnu, aan de polen regeren eeuwige vorst en eeuwig ijs.
Dit was echter niet altijd het geval. Het Mesozoïcum is een klassiek voorbeeld van de thermoera, toen geografische zonering afwezig was en het wereldwijde klimaat leek op het huidige subtropische mediterrane type. Op hoge breedtegraden en zelfs op de pool was het warm en redelijk comfortabel, maar tegelijkertijd was het niet te warm op de evenaar. Met andere woorden, de temperatuurgradiënt - zowel seizoensgebonden als overdag - was nauwelijks waarneembaar. Maar aan het einde van het Krijt werd de thermoer vervangen door een cryoer met een breedtetemperatuurverschil.
Dinosaurussen waren koudbloedige (poikilotherme) dieren. Omdat ze de lichaamstemperatuur niet "van binnenuit" konden regelen, waren ze volledig afhankelijk van hun omgeving, maar in het gelijkmatige klimaat van het Mesozoïcum kon dit hen niet veel problemen bezorgen. Als de warmte van buitenaf teveel binnenkomt en indrukwekkende afmetingen het niet mogelijk maken om 's nachts af te koelen (de meeste dinosauriërs waren grote wezens), dan zal het niet moeilijk zijn om een hoge lichaamstemperatuur te behouden. En dit alles zonder enige deelname van hun eigen metabolisme, waarvoor zoogdieren 90% van de energie die ze consumeren aan voedsel besteden.
Dit interessante fenomeen wordt inertiële homeothermie (warmbloedigheid) genoemd, en veel wetenschappers geloven dat dankzij deze waardevolle kwaliteit dinosauriërs de heersers van het Mesozoïcum werden. En toen het klimaat aan het einde van het Krijt radicaal veranderde, verdwenen de reuzenhagedissen.
Het lijkt erop dat we het antwoord hebben gevonden, maar nogmaals, iets komt niet samen. Om welke reden stierven dinosauriërs uit en bestaan er tot op de dag van vandaag nog andere reptielen - ook koelbloedig? Waarom had de crisis in het Krijt vooral invloed op het zeeleven, en overleefden de landdieren het rustig? Waarom begonnen sommige groepen dinosauriërs actief uit te sterven lang vóór de fatale kalenderdatum, terwijl anderen op hun gemak hun dagen in het Paleogeen doorbrachten?
Misschien is het zinvol om het antwoord ergens anders te zoeken - in de structuur van ecosystemen? Laten we de lezer herinneren aan de onopvallende Mesozoïsche zoogdieren, die 120 miljoen jaar zij aan zij leefden met hagedissen, zonder hen op enigerlei wijze te hinderen. Deze kleine insectenetende wezens, vergelijkbaar met moderne opossums of egels, bezetten hun eigen ecologische niche, waar niemand inbreuk op maakte. In het Krijt veranderde de situatie echter radicaal.
K. Yu. Eskov beschreef deze gebeurtenissen als volgt: evolutie stimuleerde het trage metabolisme van primitieve zoogdieren en creëerde een "fytofaag in een kleine klasse" op deze nieuwe metabolische basis. (Herbivore dinosauriërs waren zeer grote dieren.) En als er een kleine fytofage soort verscheen, dan zal er zeker een roofdier verschijnen, dat zich niet beperkt tot het jagen op naaste familieleden, maar voldoende is voor iedereen die binnen zijn macht ligt. Daarom zal een babydinosaurus - een kleine weerloze hagedis die geen inertiële homeothermie heeft - onmiddellijk een smakelijke prooi worden voor zo'n 24-uurs actief roofdier.
De versie is ongetwijfeld merkwaardig, maar beantwoordt ook niet alle lastige vragen. En hier zal de genetica ons te hulp komen, begrepen in de brede zin van het woord. Laten we het hebben over marginaliteit als de antipode van enge specialisatie, omdat de organische wereld zich op deze manier ontwikkelt.
Laten we ons de Mesozoïsche zoogdieren herinneren, die vrijwillig de wereld overgaven aan prachtige reptielen en vegeteerden aan de zijlijn van de evolutie. Ineengedoken in afgelegen hoeken, waren ze de meest reële marginale, omdat ze die paar ecologische niches bezetten die de heersende klasse met majestueuze nalatigheid negeerde.
De voedselbasis voor herbivore dinosauriërs waren gymnospermen en varens, die wijdverspreid waren in het Devoon. De angiospermen, of bloeiende flora, die aan het begin van het Krijt verscheen, werden gedwongen zich in de achtertuinen te vestigen, omdat gymnospermen de overhand hadden. Bloeiende planten waren dus net zo marginaal als de kleine Mesozoïsche zoogdieren. Ze hadden geen andere keuze dan lege gronden te bezetten waar geen gevestigde gemeenschappen van gymnospermen waren: aardverschuivingen, uitgebrande gebieden, rivieroevers, dat wil zeggen, dergelijke biotopen die gewoonlijk "verstoord" worden genoemd. En juist de soorten die zich in dergelijke omstandigheden vestigen, worden door biologen "cenofoob" genoemd, dat wil zeggen, ze zijn bang voor gemeenschappen die er de voorkeur aan geven afzonderlijk te bestaan.
Maar het tactische verlies bleek uiteindelijk een belangrijk strategisch voordeel te zijn. Ten eerste lieten de bloeiende planten die zich op 'slechte' gronden hadden gevestigd daar geen gymnospermen meer toe, en ten tweede hadden ze een bloem, die een doorslaggevende rol speelde in de strijd om het bestaan. Als gymnospermen voor de reproductie van hun eigen soort volledig en volledig op de wind vertrouwden, passief hun stuifmeel droegen en daarom gedwongen werden zich in hopen te nestelen, dan trokken bloeiende insecten actief insecten aan, wat hun levensvatbaarheid enorm verhoogde.
Het bestaan van bloeiende planten was niet afhankelijk van de elementen, en de angiospermen konden de luxe veroorloven om in verspreide woestenijen te wonen. Bovendien heeft de flora van een nieuw type geleerd om kruidachtige vormen te vormen die niet alleen effectief weerstand bieden aan erosie, maar ook snel braakliggend land veroveren.
De verandering in plantengemeenschappen werd een echte ramp. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, stierven niet alleen dinosaurussen uit, maar ook 25% van de mesozoïsche ongewervelde families - koppotigen en tweekleppige dieren, eencellige radiolarians, diatomeeën, foraminiferen en andere vertegenwoordigers van planktonorganismen. Hun calciumschalen vormden gigantische afzettingen, daarom werd deze periode van het geologische record Krijt genoemd.
Dus de onopvallende marginalen van gisteren - bloeiende planten en zoogdieren - verpletterden de dominante fauna en flora van het Mesozoïcum.
Het begin van bloeiende planten wordt nu de grote angiospermisatie genoemd (van het Latijnse angiospermae - "angiospermen"). Toen de flora van het nieuwe type beslissend begon te domineren, gebeurde er iets wat altijd gebeurt als de fundering wordt vernietigd: het gebouw stort gewoon in. Het plantenrijk is tenslotte precies het fundament waarop de vloeren van herbivore dieren en roofdieren staan, en ze zijn niet alleen met elkaar verbonden door voedselketens, maar ook door complexere relaties.
Dinosaurussen probeerden een nieuw dieet onder de knie te krijgen - ze kregen snavels en krachtige tandheelkundige batterijen voor het malen van sterk schurend voedsel. Maar het maakte voor hen niet uit, vooral niet in graas-systemen, waar ze duidelijk verloren van hoefdieren. Bovendien vormen kruidachtige vormen van bloeiende planten gras, wat erosie en organische afvoer naar zoet water en de oceanen vermindert, wat een zware slag heeft toegebracht aan de gemeenschappen van ongewervelde zeedieren.
Dit komt doordat de overgrote meerderheid van de wezens die in het Late Krijt op aarde leefden, te ver zijn gevorderd op het pad van enge specialisatie. Dat gaf hun voorlopig uitstekende overlevingskansen, maar elke waardigheid wordt vroeg of laat een nadeel. De gehechtheid aan de gemeenschappen van gymnospermen speelde uiteindelijk een wrede grap met de hagedissen: toen de bloeiende planten in de aanval gingen en het ene territorium na het andere wegnamen van de vorige eigenaren van het leven, voegden zoogdieren zich gemakkelijk bij de nieuw gevormde gemeenschappen. Maar dinosauriërs konden dit niet en bevonden zich in een evolutionair doodlopende weg, omdat hun adaptieve bronnen lang geleden verspild waren. En voor gemarginaliseerde zoogdieren was zo'n ommekeer alleen aanwezig. Nadat ze onder de nieuwe omstandigheden een explosie van soortvorming hadden overleefd, bevolkten ze de hele planeet.
Het zijn natuurlijk niet alleen zulke grote taxa als een klasse dieren of een soort plant die kunnen worden gemarginaliseerd. Afzonderlijke biologische soorten zondigen in de regel ook niet met volledige uniformiteit over de hele reeks eigenschappen. Bovendien, hoe hoger de genetische diversiteit van een soort of populatie, hoe groter hun aanpassingsvermogen. Zo'n gemeenschap zal bijna altijd een manier vinden om haar bestaan in een veranderde omgeving te verlengen. En zelfs bij een stabiel en afgemeten leven kunnen intraspecifieke marginalen een belangrijke rol spelen.
In populaties van vleugelloze waterstriders worden bijvoorbeeld af en toe gevleugelde individuen aangetroffen. Er zijn er maar heel weinig - slechts 4%. Ze hebben genetische verschillen, maar tegelijkertijd kunnen ze kruisen met hun vleugelloze metgezellen en nakomelingen geven. Het bleek dat deze vluchtige nerds in staat zijn om over zeer lange afstanden te migreren, waardoor de genetische continuïteit tussen de waterminnende populatie van alle reservoirs wordt verzekerd. Vier procent van de gemarginaliseerden is meer dan voldoende om deze taak te volbrengen.
Ik moet zeggen dat bijna elke biologische soort, voor het geval dat, zo'n noodreserve heeft in de vorm van een zeldzaam genotype of een ongebruikelijke vorm, waardoor hij moeilijke tijden kan overleven. We herhalen nogmaals: de genetische diversiteit van een soort of populatie is de sleutel tot hun evolutionair succes, dus het marginale moet niet alleen met respect worden behandeld, maar ook met zorg.
Dus de opkomst en wijdverbreide verspreiding van bloeiende planten aan het einde van het vroege Krijt (ongeveer 30 miljoen jaar voor de dood van de dinosauriërs) veranderde niet alleen de structuur van continentale gemeenschappen radicaal, maar vernietigde ook de dinosauriërs die hun plasticiteit hadden verloren, hopeloos vastzitten in de doodlopende wegen van de evolutie. Natuurlijk kunnen ook klimatologische verstoringen een rol hebben gespeeld, maar de belangrijkste gebeurtenis, het startpunt was vrijwel zeker precies dit feit - het ontstaan van angiospermen.
V. Levitin