Исследование показало, что астероид, убивший динозавров, проложил путь для цветущих растений, которые сейчас доминируют в тропических лесах.
125–100 миллионов лет назад, во времена господства динозавров, большая часть территории современной Колумбии была покрыта лесами, в которых преобладали хвойные породы и папоротники.
Banco de Imágene, Instituto Alexander von Humboldt
Что вам приходит на ум, когда вы думаете о тропическом лесе? Красивейшие цветы? Пышные лиственные навесы? Густые темные места, где хищники и жертвы играют в прятки? Оказывается, все это не относилось к тропическим лесам Северной Америки до того, как астероид, уничтоживший динозавров, врезался в Землю около 66 миллионов лет назад. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science в этом месяце, изучались окаменелости растений из современной Колумбии, чтобы выявить, как одно катастрофическое событие изменило тропические леса (1).
«Единственная историческая катастрофа (падение метеорита 66 миллионов лет назад) так сильно изменила тропики, что лес, который у нас есть сегодня, является продуктом того дня,» говорит соавтор исследования и штатный палеонтолог в Смитсоновский институт тропических исследований (STRI) Карлос Харамильо. «Это похоже на волшебную реальность в лучшем стиле Габриэля Гарсиа Маркеса!»
До удара астероида
До того, как STRI провел это исследование, ученые не знали, насколько когда-то были разные тропические леса Центральной и Южной Америки. «В течение очень долгого времени биологи просто предполагали, что тропические леса с преобладанием цветущих растений (какими мы их знаем сегодня) существовали примерно 130–120 миллионов лет назад,» сказала Моника Карвалью, первый автор и соавтор докторской диссертации в STRI и Universidad del Rosario in Colombia.
Таким образом, команда STRI потратила годы на сбор и исследование более 6000 окаменелостей листьев и более 50 000 отдельных спор пыльцы как до, так и после удара астероида, как объяснила Карвалью в пресс-релизе (2). Это была сложная и трудоемкая работа.
«Нелегко найти окаменелости в тропиках,» говорит Карвалью. «Почти везде глубокие почвы, а обнаженные камни можно найти только в ограниченных местах, где большую часть года относительно сухо.» В поисках окаменелостей листьев исследователям приходилось посещать угольные и алевролитовые шахты, спрашивать разрешения у операторов на вход в каждую шахту и иногда вообще ничего не находить. Харамильо говорит, что труднее всего отследить данные об окаменелостях листьев с неповрежденной кутикулой.
Ископаемые листья. Jorge Aleman / STRI
«Потребовались годы усилий по отбору проб, чтобы найти их достаточно,» говорит Харамильо. Но настойчивость окупилась. Исследователи смогли нарисовать картину лесов меловой эпохи, которая полностью отличается от современных тропических лесов.
Карвалью объяснил, что в лесах 70–66 миллионов лет назад не преобладали цветущие и бобовые растения, как сегодня. Вместо этого цветущие растения, которые действительно существовали, были смешаны с папоротниками и хвойными деревьями, такими как араукария чилийская, агатис мощный и араукария разнолистная. Эти деревья росли далеко друг от друга, позволяя обильному свету проникать в лесную подстилку. Цветущие растения растут быстрее и обладают более высокой скоростью фотосинтеза, в то время как бобовые растения хорошо фиксируют азот. Сравнимое сокращение количества цветущих растений и полное отсутствие бобовых означало, что леса до столкновения, вероятно, были менее продуктивными, медленнее перерабатывали питательные вещества и менее успешно сохраняли углерод.
«Тропические леса, которые жили незадолго до исчезновения, функционально и экологически отличались от современных тропических лесов,» говорит Карвалью.
Как удар изменил тропические леса
В конце мелового периода астероид размером с Манхэттен врезался в территорию, которая сейчас является Юкатаном. Как пояснили авторы исследования, разрушения вышли за рамки первоначального удара.
Раскаленные фрагменты астероида упали на землю и создали лесные пожары. Образовавшееся облако пыли и пепла затемняло солнце на долгие годы. Выпадение осадков привело к исчезновению трех четвертей существовавших тогда видов, включая, как известно, динозавров. Также было уничтожено 45% видов растений, которые тогда росли в современной Колумбии.
Как именно это опустошение привело к появлению современных тропических лесов? У исследователей есть три гипотезы (1):
- Динозавры держали леса открытыми, двигая своими большими телами сквозь растительность. Когда они исчезли, леса стали гуще.
- Пепел от удара обогатил почву, способствуя более быстрому росту цветущих растений.
- Вымирание тропических хвойных пород позволило цветущим растениям занять свою нишу.
Какой бы ни была причина, исследование является доказательством того, что жизнь в конечном итоге находит выход, но также и что мы не должны воспринимать биоразнообразие современных тропических лесов как должное.
«Жизнь на Земле продолжается,» говорит Карвалью. «На планете появлялись и исчезали тысячи видов, и в конечном итоге появятся новые виды, но мы знаем, что это займет миллионы лет. Настоящий вопрос заключается в том, сможем ли мы, как люди, пережить радикальные изменения, которые мы создали на нашей собственной планете.»
Влияние человека на тропические леса Амазонки
Низменный тропический лес в центральной Панаме. Архивы STRI
Сегодняшние тропические леса находятся под серьезной угрозой из-за деятельности человека. Например, в 2020 году в Амазонии наблюдался самый высокий уровень вырубки лесов за 12 лет. Есть опасения, что, если будет вырублено достаточно деревьев, большая часть леса пройдет переломный момент, когда он больше не сможет производить собственный дождь и превратится в луга (3, 4).
Во всем мире биоразнообразие также находится под угрозой до такой степени, что, по словам ученых, мы находимся в эпицентре шестого массового вымирания (5).
Карвалью говорит, что 45% видов растений, которые были уничтожены при ударе астероида, примерно эквивалентны количеству видов, которые, по прогнозам, вымрут к концу века, если разрушение среды обитания продолжится.
Подобную потерю нелегко вернуть. Харамильо говорит, что тропическим лесам потребовалось около семи миллионов лет, чтобы восстановить то биоразнообразие, которое было до падения астероида. Мы можем ожидать аналогичного медленного восстановления, если уничтожим уникальные виды, которые сейчас процветают в Амазонии.
«Лес может вернуться, но разнообразие исчезнет навсегда,» говорит он.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
