Д. Рауп, С. Стэнли. «Основы Палеонтологии»

В кайнозое произошло только одно крупное массовое вымирание, которое относится к плейстоцену, когда исчезли многие группы наземных млекопитающих. Но это вымирание, очевидно, не было связано с изменениями климата в плейстоцене, обусловившими, как известно, развитие в Северном полушарии четырех крупных оледенений. Ведь среди других экологических групп, например наземных растений и мелководных морских беспозвоночных, крупных вымираний не произошло. Сейчас многие исследователи полагают, что большинство исчезнувших наземных животных было доведено до вымирания новым хищником — человеком.

Фиг. 142. Вымирание высших таксонов животных в позднемеловую эпоху и появление новых таксонов в начале кайнозоя [182]

Массовые вымирания групп высших растений, как правило, не совпадают с вымираниями животных. Поражает, что два крупных изменения наземных флор предшествовали значительным изменениям наземных фаун. В эволюционной истории высших растений можно выделить три основные флоры, доминировавшие последовательно в неморских местообитаниях: палеозойская флора споровых растений, мезозойская флора голосеменных и кайнозойская флора покрытосеменных. Переходы между ними не совпадают с границами геологических эр, а предшествуют им примерно на половину геологического периода. Возможно, каждый переход был связан с экологическим вытеснением. Флора голосеменных стала господствующей в поздней перми, а флора покрытосеменных — в позднемеловую эпоху. Для эволюции высших растений крупномасштабные, массовые вымирания не так характерны, как для эволюции животных. Просто по мере расцвета замещающей группы старая постепенно исчезала.

Для объяснения причин массовых вымираний, отмеченных в геологической летописи, выдвигалось множество гипотез, иногда совершенно несостоятельных. Некоторые гипотезы пытались объяснить какой-то отдельный случай массового вымирания, другие — все случаи. Невозможно рассмотреть здесь все эти гипотезы — упомянем лишь некоторые. Многие из них практически нельзя проверить. Например, такие факторы, как изменения солнечной радиации или эпидемии микробных заболеваний, вполне могли привести к вымираниям, но, видимо, не могли оставить прямых геологических свидетельств.

Поэтому вполне естественно, что внимание геологов привлекают те несколько гипотез, которые объясняют массовые вымирания разрушительными силами, следы действия которых могли запечатлеться в стратиграфической летописи. Такими силами могли быть инверсии магнитного поля Земли, изменения климатических условий и колебания относительного уровня моря. Так, предполагалось, что периодические обращения магнитной полярности Земли в геологическом прошлом могли временно снимать защиту от космического излучения, которую обеспечивает магнитное поле. В результате поверхность Земли подвергалась воздействию более интенсивной радиации, а это могло значительно повысить частоту мутаций и соответственно ускорить темп эволюции и вымирание. Исследования остаточной намагниченности пород различного возраста подтверждают, что магнитная полярность менялась, но пока не доказано, что эти инверсии совпадают во времени с периодами быстрой эволюции или массовыми вымираниями. Кроме того, массовые вымирания обычно происходили за отрезки времени, по-видимому, превышающие время, необходимое для инверсии магнитного поля.

Изменения климатических условий и колебания относительного уровня моря — явления, не связанные друг с другом. И те и другие вместе и но отдельности привлекались для объяснения массовых вымираний. Геологическая летопись показывает, что в пермском периоде во многих регионах на континентах существовали обширные, в высшей степени аридные области, сменившие болота, преобладавшие в каменноугольном периоде. Кроме того, пермский период, по-видимому, был периодом резких климатических контрастов, а возможно, и колебаний климата. В пермских толщах сохранились свидетельства и оледенения, и аридности. Но летопись плейстоцена содержит данные, мешающие признать изменения климата основной причиной массового вымирания животных различных групп. В плейстоцене исчезли многие группы млекопитающих, но морские беспозвоночные не претерпели существенных изменений. Пермо-триасовый кризис фауны, напротив, затронул в основном морских беспозвоночных.

Ньюэлл [136] подчеркнул роль колебаний относительного уровня моря в вымираниях. Поскольку многие области континентов обладали сравнительно сглаженным рельефом, даже незначительные колебания уровня моря вызывали быстрые трансгрессии или, наоборот, приводили к осушению обширных площадей. При этом резко изменялись условия среды. Основное доказательство важной роли колебаний уровня моря в вымираниях — явная приуроченность многих ископаемых видов к временным интервалам, отмеченным крупными регрессиями древних морей. Многие важнейшие стратиграфические границы совпадают как с несогласиями в залегании пластов, так и с массовыми вымираниями ископаемых групп. Но колебаниями уровня моря трудно объяснить полное вымирание таких широко распространенных и богатых формами групп, как динозавры, трилобиты или аммониты. Попытки связать скорость эволюции и вымирания с периодами горообразования в основном не удались.

Изменения климата или колебания уровня моря могли сопровождаться изменениями солености древних океанов. Бейрлен [14] предположил, что, в частности, пермо-триасовый кризис был следствием понижения солености воды в океанах. При этом в наибольшей степени были, затронуты в основном стеногалинные морские группы (мшанки, кораллы, брахиоподы, морские лилии, аммониты, трилобиты); наименее пострадавшие группы имеют сегодня многих представителей в солоноватых водах (двустворчатые и брюхоногие моллюски, рыбы). Бейрлен полагает, что наиболее вероятной причиной уменьшения общей солености океанов явилось замедление поступления солей. Фишер [59] выдвинул другую гипотезу: по его мнению, в окраинных морских бассейнах в результате испарения формировались крепкие рассолы, которые вследствие своей большой плотности перетекали из этих окраинных бассейнов в глубоководные зоны океана. Там рассолы и накапливались, лишь слабо смешиваясь с остальной водной массой, которая постепенно становилась более соленой. Прекращение процесса образования рассолов или уменьшение его интенсивности, происшедшее в конце пермского периода, привело, по мнению Фишера, к полному перемешиванию глубинных рассолов с океанской водой и восстановлению нормальной солености воды в океане. В пользу гипотезы и ее вариантов говорит все то, что мы знаем о существовании эвапоритовых бассейнов пермского возраста, особенно в бассейне Делавэр в Техасе. И все же это только гипотеза.

Вряд ли можно объяснить все вымирания действием какого-либо одного фактора. Разные массовые вымирания, вероятно, имели разные причины, и, кроме того, здесь могли действовать многочисленные факторы, один из которых — взаимосвязанность видов, не только через пищевые цепи, но и через такие механизмы, как образование субстратов (вспомним коралловые рифы) и симбиоз.

В свете этих рассуждений попробуем привлечь данные по морскому фитопланктону к решению проблемы крупных вымираний. Эволюционная история морского фитопланктона, как и история позвоночных, беспозвоночных и наземных растений, делится на три основных этапа, приблизительно совпадающих с тремя геологическими эрами. История основных групп морского фитопланктона показана на фиг. 143. Акритархп¹ и другие группы были разнообразно и обильно представлены в раннем палеозое. В позднем девоне начался упадок раннепалеозойских фитопланктонных флор, продолжавшийся в триасе. В интервале от каменноугольного периода до конца триаса фитопланктонные сообщества были очень редкими — ни одна из крупных таксономических групп не является обильной или широко распространенной.

В ранней юре произошла адаптивная радиация новых групп, включая новые таксоны акритарх, кокколитофорид и динофлагеллят. Эта радиация достигла максимума в конце мелового периода, но затем внезапно оборвалась в результате крупных вымираний, охвативших новые группы.

1 Группа акритарх (Acritarcha Evitt, 1963) предложена в качестве неопределенной систематической категории, объединяющей микрофоссилии различного происхождения, но сходные по внешним морфологическим признакам. В советской литературе описаны акритархи из докембрия и нижнегр палеозоя (в основном, очевидно, это оболочки одноклеточных водорослей) . — Прим. ред.

В пластах нижнего палеоцена наблюдается та же картина, что и в породах карбона — триаса: остатки фитопланктона очень скудны. В конце палеоцена вновь началась адаптивная радиация, давшая современную флору фитопланктона. Вымирания, особенно в олигоцене, сократили относительное обилие некоторых групп, процветавших в раннем кайнозое, и в современных морях преобладают диатомовые и динофлагелляты.

Фиг. 143. Схема геохронологического распространения основных групп морского фитопланктона (из [44], с изменениями)

Толкование палеонтологической летописи фитопланктона в какой-то степени спорно. Не исключено, что в эпохи кажущегося уменьшения разнообразия существовало множество групп организмов, остатки которых просто не сохранились. Но сокращение акритарх в позднем палеозое и их новая адаптивная радиация в юре (фиг. 143) — почти бесспорные факты. Бесспорно и то, что в позднем мелу происходили крупные вымирания фитопланктона.

<<   [1] ... [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] ...  [76]  >>