Животные погибали в "токсическом супе" во время худшего массового вымирания Земли

Согласно новому исследованию, повышение температуры в конце пермского периода привело к цветению токсичных микроорганизмов в пресной воде, что задержало восстановление животных, возможно, на миллионы лет.

Об этом говорится в пресс-релизе Коннектикутского университета (UConn). Исследование опубликовано в журнале Nature Communications и доступное онлайн.

Массовое вымирание в конце пермского периода около 252 миллионов лет назад – худшае подобное событие в истории Земли – было связано с огромными вулканическими выбросами парниковых газов, значительным повышением температуры и исчезновением многих видов в океанах и на суше.

Но похоже, что даже озера и реки ни были надежным убежищем. Недавнее исследование, опубликованное международной группой ученых, выявило новую причину вымирания во время экстремальных потеплений: цветение токсичных микроорганизмов.

В здоровой экосистеме микроскопические водоросли и цианобактерии поставляют кислород водным животным в качестве отходов своего фотосинтеза. Но когда их количество выходит из-под контроля, эти микробы истощают запасы свободного кислорода и даже выделяют в воду токсины.

Изучая ископаемые, осадочные породы и химические данные пород вблизи Сиднея, Австралия, исследователи обнаружили, что несколько вспышек цветения состоялись вскоре после первых вулканических грохотов во время массового вымирания в конце пермского периода. После того, как были уничтожены донные животные, или «детритоидные», то не осталось никого, кто бы держал микробы под контролем. Тогда пресноводные системы заполонили водоросли и бактерии, задерживая восстановление животных, возможно, на миллионы лет.

Профессор и заведующий кафедрой геологических наук Трейси Фрэнк и профессор Крис Филдинг, которые недавно прибыли в UConn из Университета Небраски-Линкольна, исследуют осадок. Фрэнк объясняет, что их вклад в работу заключался в получении из слоев осадочных пород деталей об условиях окружающей среды и токсическом супе, возникающем в результате.

"Мы пытаемся понять, в каких условиях жили эти растения, например, это были озерные или речные отложения", - говорит Фрэнк. "Потом мы сможем определить детали о солености и температуре воды, эти детали приходят от геохимии".

Три основных ингредиента токсического супа – это ускоренные выбросы парниковых газов, высокая температура и большое количество питательных веществ. Извержения вулканов обеспечили первые два, тогда как внезапное уничтожение лесов привело к третему. Когда деревья были уничтожены, грунты попали в реки и озера, обеспечив микробов всеми нужными для них питательными веществами.

Когда исследователи сравнили ископаемые остатки из разных массовых вымираний, связанных с потеплением, команда обнаружила удивительное сходство между ними. Это указывает на то, что смертоносное цветение микроорганизмов может повторно приводить к пресноводному вымиранию во время экстремальных потеплений.

Сегодня люди следуют этому рецепту, и цветение пресноводных микроорганизмов возрастает, что иллюстрирует, насколько важны геологические науки для понимания прошлого таким образом, чтобы обеспечить решающий контекст для понимания современных изменений климата.

"Мы наблюдаем, что все больше токсичных водорослей цветет в озерах и в мелководных морских средах, что связано с увеличением температуры и изменениями в растительных сообществах, которые приводят к увеличению поступления питательных веществ в пресноводное среду", - говорит Фрэнк. "Итак, есть много параллелей с настоящим. Вулканизм был источником СО2 в прошлом, но мы знаем, что скорость поступления СО2, которая наблюдалась тогда, была подобна темпам роста СО2, наблюдаемых нами сегодня через антропогенное воздействие".

"Мы можем получить представление, насколько климат изменился в прошлом, насколько был экстремальным, как быстро он может измениться, какие причины изменения климата, и это дает нам хороший фон для понимания того, что происходит сегодня".

Согласно докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) этого года, влияние людей на изменение климата является "однозначным", с созданием условий, способствующих распространению этих теплолюбивых микробов. В сочетании с поступлением питательных веществ из-за загрязнения воды, в основном из сельского хозяйства и уничтожения лесов, это привело к резкому росту токсического цветения. Результаты: массовый мор рыбы, серьезные последствия для здоровья людей и скота, а также ежегодные расходы, измеряемые миллиардами долларов.

"Конец перми – одно из лучших мест для поиска параллелей с тем, что происходит сейчас", - говорит Филдинг.

"Другая большая параллель состоит в том, что повышение температуры в конце перми совпало с массовым ростом лесных пожаров. Одной из вещей, которая уничтожила целые экосистемы, был огонь, и мы это видим сейчас в таких местах, как Калифорния. Можно задаться вопросом, каковы долгосрочные последствия подобных событий, поскольку они становятся все более распространенными".

Это явные симптомы несбалансированной экосистемы, и текущее исследование показывает, что влияние событий цветения может сказываться очень долго. Однако, в отличие от видов, которые подверглись массовому вымиранию в прошлом, мы имеем возможность предотвратить это токсическое цветение, поддерживая наши водные пути чистыми и сокращая выбросы парниковых газов.

"Страшно то, что мы привыкли мыслить во временных масштабах в годы, а может и десятки лет, если уж совсем авантюрно. Для восстановления после массового пермского вымирания понадобилось четыре миллиона лет. Это отрезвляет", - говорит Филдинг.

OstanniPodii.com