Вчені розкрили таємницю океану часів загибелі динозаврів

Міжнародна група дослідників під керівництвом Руї Інга опублікувала в престижному науковому журналі Nature роботу, яка розкриває таємницю виживання морських екосистем під час масового вимирання 66 мільйонів років тому.

Джерело: sciencex.com

Після падіння 10-кілометрового астероїда Чиксулуб підняті в атмосферу пил та сажа заблокували сонячне світло, спричинивши різке глобальне похолодання та параліч фотосинтезу. Унаслідок цього екологічного колапсу зникло близько 75% біологічних видів на планеті, включаючи великих морських рептилій, проте деякі види мікроскопічного планктону змогли успішно перечекати сторіччя суцільної темряви.

Розмір тіла виявився головним біологічним фактором, який визначив межу між життям та смертю в океані під час глобальної кризи ресурсів. Великі організми мають значно вищі метаболічні потреби, повільніше розмножуються і потребують великої кількості їжі, що робить їх максимально вразливими в моменти раптового зникнення джерел енергії. Осадові породи та скам'янілості доводять, що великі види планктону, особливо кальцифікуючі форми та великі форамініфери, вимерли від голоду першими, тоді як найменші жителі вищих широт — діатомеї та динофлагеляти — продемонстрували дивовижну стійкість.

Головною перевагою дрібного фітопланктону в умовах повної темряви стала їхня гнучка енергетична стратегія, відома як міксотрофія. Ці крихітні організми за умов дефіциту сонячного світла змогли швидко переключитися з класичного фотосинтезу на безпосереднє поїдання інших навколишніх мікробів та органічних часток. Завдяки низьким потребам у поживних речовинах та здатності засвоювати будь-які залишки енергії, саме ці опортуністичні види стали єдиними представниками планктону, які масово перетнули крейдо-палеогенову межу та згодом дали початок новому життю в океані.

Для детальної перевірки цієї гіпотези науковці використали передову глобальну комп'ютерну модель океанічних екосистем EcoGENIE, змоделювавши перші 100 років розвитку планети після катастрофи. У програму заклали параметри реального кліматичного шоку: різке падіння рівня інсоляції (сонячного випромінювання) та стрибок концентрації вуглекислого газу до 700 ppm. Особливістю симуляції стало впровадження правила вимирання, залежного від розміру, за якого вид зникав, якщо його загальна біомаса падала нижче критичної маси однієї окремої особини цього типу.

Цифрове моделювання природно відтворило ту саму картину вибіркового вимирання, яку палеонтологи знаходять у реальних пластах земної кори по всьому світу. Віртуальний експеримент підтвердив, що великий зоопланктон повністю вимер через брак первинної рослинної їжі, тоді як дрібні міксотрофи без проблем пережили віковий екологічний затінок. Крім того, модель зафіксувала значно менші втрати біорізноманіття у приполярних та високих широтах, що повністю узгоджується з багаторічними емпіричними здобутками вчених-геологів.

Автори дослідження наголошують, що висновки з далекого минулого Землі мають колосальне значення для розуміння сучасних процесів у Світовому океані, який зараз потерпає від швидкого потепління та закислення. Отримані результати демонструють, що під час масштабних екологічних криз визначальними стають саме розмірні ознаки та трофічні стратегії організмів. Сучасні прогностичні моделі, засновані на аналізі цих базових біологічних рис, допоможуть вченим вчасно спрогнозувати, які саме промислові види риб та морських істот перебувають під найбільшою загрозою зникнення в найближчі десятиліття.