Тварини гинули у "токсичному супі" під час найгіршого масового вимирання Землі

Згідно з новим дослідженням, підвищення температури наприкінці пермського періоду призвело до цвітіння токсичних мікроорганізмів у прісній воді, що затримало відновлення тварин, можливо, на мільйони років.

Про це йдеться у пресрелізі Коннектикутського університету (UConn). Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications та доступне онлайн.

Масове вимирання наприкінці пермського періоду приблизно 252 мільйонів років тому – найгірша подібна подія в історії Землі – було пов′язане з величезними вулканічними викидами парникових газів, значним підвищенням температури та зникненням майже всіх видів в океанах та на суші.

Та схоже, що навіть озера та річки не були надійним притулком. Недавнє дослідження, опубліковане міжнародною групою вчених, виявило нову причину вимирання під час екстремальних потеплінь: цвітіння токсичних мікроорганізмів.

У здоровій екосистемі мікроскопічні водорості та ціанобактерії постачають кисень водним тваринам у якості відходів свого фотосинтезу. Але коли їх кількість виходить з-під контролю, ці мікроби виснажують запаси вільного кисню й навіть виділяють у воду токсини.

Вивчаючи викопні рештки, осади та хімічні дані порід поблизу Сіднея, Австралія, дослідники виявили, що кілька спалахів цвітіння відбулися незабаром після перших вулканічних гуркотань під час масового вимирання наприкінці пермського періоду. Після того, як були знищені донні тварини, або «детритоїдні», то не залишилося нікого, хто б тримав мікроби під контролем. Тоді прісноводні системи заполонили водорості та бактерії, затримуючи відновлення тварин, можливо, на мільйони років.

Професор та завідувач кафедри геологічних наук Трейсі Френк та професор Кріс Філдінг, які нещодавно прибули до UConn з Університету Небраски-Лінкольна, досліджують осад. Френк пояснює, що їх внесок у роботу полягав в отриманні з шарів осадових порід деталей про умови навколишнього середовища та токсичний суп, що виникав у результаті.

"Ми намагаємося зрозуміти, в яких умовах жили ці рослини, наприклад, були це озерні чи річкові відкладення", - говорить Френк. "Потім ми зможемо визначити деталі щодо солоності та температури води, ці деталі походять з геохімії".

Три основні інгредієнти токсичного супу – це прискорені викиди парникових газів, висока температура та велика кількість поживних речовин. Виверження вулканів забезпечили перші два, тоді як раптове знищення лісів спричинило третій. Коли дерева були знищені, ґрунти потрапили у річки та озера, забезпечивши мікробів всіма потрібними для них поживними речовинами.

Коли дослідники порівняли викопні рештки з різних масових вимирань, пов′язаних із потеплінням, команда виявила надзвичайну схожість між ними. Це вказує на те, що смертоносне цвітіння мікроорганізмів може повторно призводити до прісноводного вимирання під час екстремальних потеплінь.

Сьогодні люди дотримуються цього рецепту, і цвітіння прісноводних мікроорганізмів зростає, що ілюструє, наскільки важливі геологічні науки для розуміння минулого таким чином, щоб забезпечити вирішальний контекст для розуміння сучасних змін клімату.

"Ми спостерігаємо, що все більше токсичних водоростей цвіте в озерах та у мілководних морських середовищах, що пов′язано зі збільшенням температури та змінами у рослинних угрупованнях, які призводять до збільшення надходження поживних речовин у прісноводне середовище", - говорить Френк. "Отже, є багато паралелей із сьогоденням. Вулканізм був джерелом СО2 в минулому, але ми знаємо, що швидкість надходження СО2, яка спостерігалася тоді, була подібною до темпів зростання СО2, які ми спостерігаємо сьогодні через антропогенний вплив".

"Ми можемо отримати уявлення, наскільки клімат змінився в минулому, наскільки був екстремальним, як швидко він може змінитися, які причини зміни клімату, і це дає нам гарний фон для розуміння того, що відбувається сьогодні".

Згідно з цьогорічною доповіддю Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК), вплив людей на зміну клімату є "однозначним", зі створенням умов, що сприяють поширенню цих теплолюбних мікробів. У поєднанні з надходженням поживних речовин через забруднення води, переважно через сільське господарство та знищення лісів, це призвело до різкого зростання токсичного цвітіння. Результати: масовий мор риби, серйозні наслідки для здоров′я людей та худоби, а також щорічні витрати, що вимірюються мільярдами доларів.

"Кінець пермі – одне з найкращих місць для пошуку паралелей з тим, що відбувається зараз", - каже Філдінг.

"Інша велика паралель полягає в тому, що підвищення температури наприкінці пермі збіглося з масовим зростанням лісових пожеж. Однією з речей, яка знищила цілі екосистеми, був вогонь, і ми це бачимо зараз у таких місцях, як Каліфорнія. Можна поставити питання, які довгострокові наслідки подібних подій, оскільки вони стають все більш поширеними".

Це явні симптоми незбалансованої екосистеми, і поточне дослідження показує, що вплив подій цвітіння може відлунюватися надзвичайно довго. Однак, на відміну від видів, які зазнали масового вимирання у минулому, ми маємо можливість запобігти цьому токсичному цвітінню, підтримуючи наші водні шляхи чистими та скорочуючи викиди парникових газів.

"Страшно те, що ми звикли мислити у часових масштабах у роки, а може і десятки років, якщо вже зовсім авантюрно. Для відновлення після масового пермського вимирання знадобилося чотири мільйони років. Це протвережує", - каже Філдінг.

OstanniPodii.com