Почему морские чудовища стали вымирать?

Ученые из Швейцарии и Германии обнаружили, что несколько миллионов лет назад произошло массовое вымирание животных, о котором ранее не было известно. Его жертвами стали крупные морские животные, включая одного из последних морских монстров Земли — гигантскую акулу мегалодона. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.

Антропоцен — так называют геологическую эпоху активного вмешательства человека в биосферу Земли. Люди добывают полезные ископаемые, создают сельскохозяйственные угодья, вырубают леса. Из-за деятельности человека увеличивается содержание углекислого газа в атмосфере. В результате исчезают природные экосистемы, включая прибрежные территории. Это происходит, в том числе, из-за повышения уровня океана, вызванного таянием ледников из-за глобальных климатических изменений. Чем все это может закончиться?

История Земли знает климатические перемены, оказывавшиеся роковыми для многих видов животных. Всего лишь 11 тысяч лет назад завершился плейстоцен — эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад. В эту эпоху произошло четыре оледенения, разделенные межледниковьями, когда атмосфера планеты теплела. С окончанием последнего оледенения — Валдайского — наступил голоцен. И ознаменовался массовым вымиранием.

Ряд ученых считает, что плейстоцен завершился падением крупного метеорита 13 тысяч лет назад. Это событие в сочетании с другими факторами (деятельность первобытных охотников) положило конец оледенению и привело к исчезновению плейстоценовой мегафауны (крупных животных): мамонтов, шерстистых носорогов, саблезубых кошек, пещерных медведей и львов, а также гигантских сумчатых в Австралии.

Однако серьезные климатические изменения происходили и немногим ранее. Так, период, охватывающий границу плиоцена и плейстоцена, характеризовался похолоданием в Северном полушарии и ростом ледникового покрова. Уровень моря был нестабильным, что, как считалось, погубило отдельные группы беспозвоночных. Ученые, однако, полагали, что крупные морские животные в целом были устойчивы к этим переменам. Вымирание некоторых видов теплокровных рассматривалось как обычный «фон», характерный для всех геологических эпох.

Тем не менее исследователи из Цюрихского университета и музея естествознания в Берлине выяснили, что около двух-трех миллионов лет назад на Земле, в позднем плиоцене, произошло глобальное вымирание, в результате которого с лица планеты исчезло множество представителей морской мегафауны.

Ученые проанализировали окаменелости морской мегафауны плиоцена и плейстоцена (от 5,3 миллиона до 9,7 тысячи лет назад) и пришли к выводу, что биоразнообразие резко снизилось. Так, численность видов морских млекопитающих уменьшилась на 55 процентов, морские черепахи вымерли на 43 процента. Вымирание коснулось также птиц, поредевших на 35 процентов, и акул (минус девять процентов).

Несмотря на глобальное вымирание, позднее в плейстоцене возникли новые виды: белые медведи, вилохвостые качурки (буревестникообразные), пингвины Megadyptes. Примерно четверть всех видов плейстоцена не существовали в плиоцене. Однако процессы видообразования так и не помогли биоразнообразию достигнуть прежнего уровня. Морская фауна непоправимо обеднела от плиоцен-плейстоценового вымирания.

Чтобы определить последствия этого события, ученые проанализировали состояние сообществ животных в мелких прибрежных шельфовых зонах. Исследователи искали ответ на вопрос, к чему привело исчезновение функциональных объектов — групп живых организмов, которые могут быть не связаны друг с другом эволюционно, однако играют сходные роли в экосистемах. Выяснилось, что в течение плиоцена были утрачены сразу семь функциональных объектов.

Хотя исчезновение одной трети морских видов плиоцена не настолько масштабно, как другие массовые вымирания, это привело к существенной «эрозии» функционального разнообразия. Исчезли 17 процентов всех экологических функций, а 21 процент — изменился. Ранее распространенные хищники прекратили свое существование, освободив место другим плотоядным животным, к которым морским обитателям пришлось заново приспосабливаться. Кроме того, свою роль сыграли геологические и климатические факторы. Например, из-за колебаний уровня океана сократилась площадь неритической зоны, примыкающей к берегам континентов. Это самая продуктивная зона Мирового океана, здесь обитает множество рыб, воды богаты планктоном и минеральными веществами, вымываемыми реками с суши.

Хотя вымирание затронуло разные группы животных, включая беспозвоночных, больше всего пострадали крупные морские млекопитающие и теплокровные животные. Это подтверждают и результаты моделирования. Ученые полагают, что исчезновение прибрежных экосистем вместе с переменами в морских течениях внесли большой вклад в сокращение богатства плейстоценовой фауны. Под ударом оказались многие виды морских коров и усатых китов. Не выдержал изменений и главный морской монстр тех времен — гигантская акула Carcharocles megalodon, родственник современной белой акулы.

«Это исследование показывает, что морская мегафауна была гораздо уязвимей к глобальным изменениям окружающей среды в недавнем геологическом прошлом, чем предполагалось ранее», — говорит ведущий автор работы Каталина Пимиенто (Catalina Pimiento). По ее словам, современные морские животные вроде китов, тюленей, морских котиков и акул, также представляют собой слабое звено и сильно страдают от негативного воздействия человека на прибрежные экосистемы.