Dinosaurier, die vor etwa 65 Millionen Jahren ausgestorben waren, waren zweifellos düstere Wesen - dickhäutige, gepanzerte, feste Zähne und Krallen. Zum Beispiel könnte Tyrannosaurus Rex, der größte Landräuber aller Zeiten, ein Nashorn oder einen Elefanten mit einer schwer fassbaren Bewegung seiner schrecklichen Kiefer leicht in zwei Hälften beißen. Und das Gewicht pflanzenfressender Eidechsen mit Säulenbeinen erreichte 30 und sogar 50 Tonnen. Und es ist kein Zufall, dass Paläontologen, die die unerträglichen Knochen einer anderen antidiluvianischen Kreatur entdeckt hatten, sie als Seismosaurier bezeichneten, dh als Eidechse, die die Erde erschüttert. Die Länge dieses Monsters betrug nach konservativen Schätzungen der Forscher 48-50 Meter.
Fast 200 Millionen Jahre lang waren die majestätischen Reptilien die souveränen Meister aller drei Elemente: agile Ichthyosaurier, die modernen Delfinen ähnelten, schwammen im Urmeer, mehrere Tonnen Diplodokus liefen auf dem Boden, und zahnige Pterodaktylen suchten nach Beute am Himmel. (Übrigens erreichte die Flügelspannweite dieser fliegenden Monster manchmal 16 Meter, was durchaus mit den Dimensionen eines Kampfkämpfers unserer Zeit vergleichbar ist.)
Und dann begannen die Dinosaurier plötzlich schnell auszusterben, sie wurden durch unscheinbare, kleine und unauffällige Kreaturen ersetzt, die meist nachtaktiv waren. Wissenschaftler wussten bereits am Ende der Kreidezeit im 18. Jahrhundert von unerwarteten und katastrophalen Veränderungen in der Zusammensetzung der planetaren Biota, und danach wird dieses mysteriöse Phänomen oft als „großes Aussterben“bezeichnet.
Warum sind Dinosaurier ausgestorben? Was könnte passiert sein? Lehrbücher zeichnen in der Regel ein so unprätentiöses Bild. Eine große und blühende Gruppe von Reptilien (sowohl fleischfressend als auch pflanzenfressend), die alle ökologischen Nischen des Planeten bevölkerten, starb plötzlich plötzlich - sofort und überall. Und weil diese Riesen zu dieser Zeit keine ernsthaften Konkurrenten hatten (Säugetiere drängten sich am Rande der Evolution und besetzten anschließend einfach das leere Haus), ist es logisch, nach einem externen Grund zu suchen. Zum Beispiel eine Klimakatastrophe (eine scharfe Abkühlung oder im Gegenteil eine Erwärmung), eine Supernova-Explosion, begleitet von tödlichen Schwankungen des Gamma-Hintergrunds oder eine Änderung der Magnetpole, die den Planeten vorübergehend seiner Schutzhülle beraubte.
Asteroidenhypothese
Seit einiger Zeit ist die Asteroidenhypothese sehr beliebt. Nehmen wir an, am Ende der Kreidezeit brach ein riesiger Meteorit auf unserem Planeten zusammen und warf Milliarden Tonnen Staub in die Stratosphäre, die die Erdoberfläche abschirmte, was zum Tod grüner Pflanzen führte, und danach den Rest der Fauna. Darüber hinaus könnte der Fall eines solchen Meteoriten eine Wiederbelebung des terrestrischen Vulkanismus hervorrufen, was die Situation erheblich verschärfen könnte. Es sei darauf hingewiesen, dass ernsthafte Paläontologen diesen Standpunkt nicht besonders unterstützen.
Woher kam die Asteroidenhypothese? Mitte der 60er Jahre des 20. Jahrhunderts entdeckten Wissenschaftler in geologischen Ablagerungen an der Grenze zwischen Kreidezeit und Känozoikum (vor etwa 67 Millionen Jahren) eine Schicht aus blauem Ton mit einem ungewöhnlich hohen Gehalt an seltenem Metall Iridium (20-mal mehr als der Durchschnitt in der Erdkruste). … Später wurden viele ähnliche Anomalien festgestellt (in einigen von ihnen überstieg die Iridiumkonzentration den Hintergrund um das 120-fache), während alle gleich alt waren - sie lagen an der Grenze zwischen Kreidezeit und Känozoikum.
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Da sich in der Erdkruste und in der Meteoritenmaterie (hauptsächlich in Eisenmeteoriten, die als Fragmente von Planetenkernen gelten) nur sehr wenig Iridium befindet, hat ein Physiker aus den USA, Alvarez, die Iridiumanomalie mit dem Fall eines Asteroiden in Verbindung gebracht. Er schätzte seinen Durchmesser auf 10-12 km und gab sogar den Ort der Katastrophe an - die Halbinsel Yucatan, auf der ein Krater mit beeindruckenden Abmessungen von etwa 150 km Durchmesser gefunden wurde.
Der Fall eines solchen Asteroiden würde die Erde stark erschüttern: Eine Tsunami-Welle von ungeheurer Stärke und Höhe würde die Küsten zehn und hundert Kilometer landeinwärts verwüsten, und eine grandiose Staubwolke würde die Sonne für lange Zeit verdunkeln. Eine sechsmonatige Abwesenheit von Sonnenlicht würde grüne Pflanzen (Photosyntheseprozesse würden aufhören) und dann (entlang der Nahrungsketten) und Tiere - sowohl Land als auch Meer - töten.
Es ist lange her, dass Alvarez 1980 seine Wirkungshypothese aufgestellt hat (vom englischen Schlag - "Schlag"). Inzwischen sind mehrere Dutzend Iridiumanomalien in geologischen Lagerstätten unterschiedlichen Alters bekannt, die jedoch nicht mit dem Massentod von Flora und Fauna in Verbindung gebracht werden können. Darüber hinaus verfügen Geologen über eine Reihe von Kratern, die viel beeindruckender sind als der berüchtigte Yucatan. Der Durchmesser einiger von ihnen erreicht 300 km, aber der planetaren Biota ist absolut nichts Ernstes passiert (und dies wurde zuverlässig festgestellt). Dies ist ganz natürlich, da die Biosphäre keineswegs ein Kinderdesigner ist, dessen Elemente nach dem Zufallsprinzip gemischt und gefaltet werden können, sondern ein stabiler Homöostat, der verschiedenen Arten von Störungen wirksam widerstehen kann.
Der berühmte russische Paläontologe K. Yu. Eskov bemerkte:
In diesem Sinne ist die Situation mit dem Eltaninsky-Asteroiden (ca. 4 km breit), der vor ca. 2,5 Millionen Jahren im späten Pliozän im Schelf zwischen Südamerika und der Antarktis gefallen ist, durchaus bezeichnend; Die Überreste des Asteroiden wurden vor relativ kurzer Zeit aus einem Krater auf dem Meeresboden gezogen. Die Folgen dieses Sturzes sehen ziemlich katastrophal aus: Kilometer Tsunamis warfen die Meeresfauna tief ins Land; Gerade zu dieser Zeit tauchten an der Andenküste sehr seltsame Bestattungen der Fauna mit einer Mischung aus marinen und terrestrischen Formen auf, und in den antarktischen Seen tauchten plötzlich rein marine Kieselalgen auf. Die entfernten, evolutionär bedeutsamen Konsequenzen existierten einfach nicht (Spuren dieses Aufpralls sind in einer stratigraphischen Zone eingeschlossen), d.h. Nach all diesen schrecklichen Störungen folgte absolut kein Aussterben.
Das Bild ist also sehr interessant. Sobald die Iridiumanomalien gezielt zu suchen begannen, wurde sofort klar, dass ihre starre Verbindung zum Massensterben von Dinosauriern (oder anderen Organismen) nichts weiter als eine Illusion ist. Die fossilen Überreste der mesozoischen Eidechsen zeugen eindeutig: Das katastrophale Szenario des Aussterbens der Mel-Paläogene ist wertlos, da einige Gruppen von Dinosauriern lange vor der Iridium-Anomalie verschwanden, während andere viel später in Vergessenheit gerieten. Der Prozess erstreckte sich über Hunderttausende und Millionen von Jahren, so dass von einer raschen Auslöschung der Dinosaurier keine Rede sein kann.
Daher können die Asteroidenhypothese sowie alle anderen Szenarien des "Schockaufpralls" beruhigt an das Archiv gesendet werden, da sie die gleichzeitige Zerstörung von Flora und Fauna implizieren. In der Zwischenzeit war sogar der Massentod von Meeresorganismen am Ende der Kreidezeit (viel hastiger als das Aussterben von Dinosauriern) nur nach geologischen Maßstäben augenblicklich und erstreckte sich über einen angemessenen Zeitraum - nach verschiedenen Schätzungen von 10 bis 100.000 Jahren. Die Reptilien sind nicht über Nacht ausgestorben.
K. Yu. Eskov schrieb:
Wie?! Und es ist sehr einfach: Das Aussterben der Dinosaurier geht mit mehr oder weniger konstanter Geschwindigkeit durch die gesamte späte Kreidezeit, aber ab einem bestimmten Moment kompensiert diese Abnahme nicht mehr die Entstehung neuer Arten; alte Arten starben aus - und neue schienen sie nicht zu ersetzen, und so weiter bis zur vollständigen Zerstörung der Gruppe. Mit anderen Worten, am Ende der Kreidezeit gab es kein katastrophales Aussterben der Dinosaurier, sondern ein Versäumnis, sie durch neue zu ersetzen (dies verändert das Bild merklich). Dies bedeutet, dass wir über einen ziemlich langen natürlichen Prozess sprechen können.
Ändern der Erdmagnetpole
Alternative Versionen überzeugen nicht mehr - zum Beispiel die Hypothese einer plötzlichen Änderung der Erdpole oder einer Supernova-Explosion in der Nähe des Sonnensystems. Natürlich ist die Umkehrung der magnetischen Polarität eine ziemlich unangenehme Sache, da die von der Sonne fliegenden Ströme energiereicher geladener Teilchen in den Kraftlinien des Magnetfelds abgelenkt werden und die Zwiebelschuppen der Strahlungsgürtel bilden. Wenn Sie die dicke magnetische "Hülle" unseres Planeten abreißen, erreicht harte Strahlung frei die Oberfläche des Planeten.
Aber erstens ist der Sprung der Magnetpole keineswegs ein exotischer, sondern ein regelmäßiger periodischer Prozess, und die Daten spezieller Studien zeigen normalerweise keinen Zusammenhang zwischen globalen biosphärischen Krisen und Veränderungen des Erdmagnetismus. Und zweitens ist die Biosphäre als Ganzes ein tadellos debuggter Homöostat, der jeder Störung von außen leicht widersteht.
Supernova-Explosion
Eine Supernova-Explosion ist eine galaktische Katastrophe. Wenn ein solches Ereignis in der Nähe des Sonnensystems auftritt (laut Astronomen geschieht dies alle 50 bis 100 Millionen Jahre), zerstört der Fluss von Röntgen- und Gammastrahlung nicht nur die Ozonschicht, sondern fegt auch einen Teil der Erdatmosphäre weg und provoziert den sogenannten „Effekt“Hochland “, das nicht alle Organismen überleben können.
Aber selbst in diesem Fall wird das Aussterben höchstwahrscheinlich nicht plötzlich eintreten, sondern sich über Dutzende und Hunderte von Jahrtausenden erstrecken. Darüber hinaus sollten die starke Strahlung und die Auswirkungen des Hochgebirges in erster Linie die Land- und Flachwasserbevölkerung betreffen. Wie wir wissen, war die Situation jedoch genau umgekehrt: Die Flora und Fauna des offenen Meeres, einschließlich der mikroskopisch kleinen, litt am meisten darunter. Sushi, aus irgendeinem Grund, wurden nur Dinosaurier Opfer des Großen Aussterbens.
Diese unglaubliche Selektivität ist im Allgemeinen der verletzlichste Punkt aller Schockhypothesen: Warum sind Dinosaurier tatsächlich ausgestorben, und Krokodile haben überlebt und leben jetzt sicher? Vielleicht ist die beispiellose Popularität verschiedener Arten von "Schock" -Versionen hauptsächlich auf die Erfolge der Beobachtungsastronomie in den letzten 20 bis 30 Jahren zurückzuführen.
Klimawandel oder "natürliche" Ursachen?
Warum sind Dinosaurier ausgestorben? Eines von zwei Dingen: entweder Klimaveränderungen an der Grenze zwischen Kreide und Känozoikum oder rein "natürliche" Gründe - eine radikale Umstrukturierung innerhalb der Ökosysteme und eine Veränderung der Gemeinschaften.
Lassen Sie es uns in der richtigen Reihenfolge herausfinden. Wir sind daran gewöhnt, dass das Planetenklima durch eine ausgeprägte Breitenzonalität gekennzeichnet ist: Regenwälder wachsen am Äquator, Savannen liegen südlich und nördlich von ihnen, regelmäßig angefeuchtet, wo unzählige Huftierherden weiden, und noch weiter nördlich und südlich gibt es einen Streifen sonnenverbrannter Wüsten und Halbwüste. Die Subtropen weichen gemäßigten Wäldern - Laub- und Nadelwäldern, und diese geben allmählich ihre Position in der kalten Tundra auf, in der fast nichts wächst. Nun, an den Polen herrschen ewiger Frost und ewiges Eis.
Dies war jedoch nicht immer der Fall. Das Mesozoikum ist ein klassisches Beispiel für die Thermoera, als es keine Breitenzonen gab und das globale Klima dem gegenwärtigen subtropischen Mittelmeertyp ähnelte. In hohen Breiten und sogar am Pol war es warm und recht angenehm, aber gleichzeitig war es am Äquator nicht zu heiß. Mit anderen Worten, der Temperaturgradient - sowohl saisonal als auch täglich - war kaum wahrnehmbar. Am Ende der Kreidezeit wurde der Thermoer jedoch durch einen Kryoer mit einem Temperaturunterschied in Breitenrichtung ersetzt.
Dinosaurier waren kaltblütige (poikilotherme) Tiere. Da sie die Körpertemperatur nicht "von innen" regulieren konnten, waren sie vollständig von ihrer Umgebung abhängig, aber im ausgeglichenen Klima des Mesozoikums konnte dies ihnen nicht viel Ärger bereiten. Wenn die Außenwärme im Übermaß eintritt und beeindruckende Dimensionen nicht über Nacht abkühlen können (die meisten Dinosaurier waren große Kreaturen), ist es nicht schwierig, eine hohe Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Und das alles ohne Beteiligung des eigenen Stoffwechsels, für den Säugetiere 90% der Energie verbrauchen, die sie mit der Nahrung verbrauchen.
Dieses interessante Phänomen wird als Trägheitshomöothermie (Warmblut) bezeichnet, und viele Wissenschaftler glauben, dass Dinosaurier dank dieser wertvollen Qualität die Herrscher des Mesozoikums wurden. Und als sich das Klima am Ende der Kreidezeit radikal änderte, verschwanden die Rieseneidechsen.
Es scheint, dass wir die Antwort gefunden haben, aber wieder konvergiert etwas nicht. Aus welchem Grund sind Dinosaurier ausgestorben und andere Reptilien - auch kaltblütig - existieren bis heute? Warum wirkte sich die Kreidekrise hauptsächlich auf Meereslebewesen aus und die Landbewohner überlebten sie ruhig? Warum starben einige Gruppen von Dinosauriern lange vor dem tödlichen Kalenderdatum aktiv aus, während andere ihre Tage im Paläogen gemächlich auslebten?
Vielleicht ist es sinnvoll, anderswo nach der Antwort zu suchen - in der Struktur der Ökosysteme? Erinnern wir den Leser an die unscheinbaren mesozoischen Säugetiere, die 120 Millionen Jahre lang neben Eidechsen lebten, ohne sie in irgendeiner Weise zu stören. Diese kleinen insektenfressenden Kreaturen, ähnlich wie moderne Opossums oder Igel, besetzten ihre eigene ökologische Nische, in die niemand eindrang. In der Kreidezeit änderte sich die Situation jedoch radikal.
K. Yu. Eskov beschrieb diese Ereignisse wie folgt: Die Evolution spornte den schleppenden Austausch primitiver Säugetiere an und machte auf dieser neuen Stoffwechselbasis einen "Phytophagen in einer kleinen Größenklasse". (Pflanzenfressende Dinosaurier waren sehr große Tiere.) Und wenn eine kleine phytophage Art auftauchte, wird sicherlich ein Raubtier auftauchen, das sich nicht auf die Jagd auf nahe Verwandte beschränkt, sondern jedem genügt, der in seiner Macht steht. Daher wird ein Baby-Dinosaurier - eine kleine wehrlose Eidechse, die keine träge Homöothermie besitzt - sofort zu einer leckeren Beute für ein solches 24-Stunden-aktives Raubtier.
Die Version ist zweifellos neugierig, beantwortet aber auch nicht alle kniffligen Fragen. Und hier wird uns die Genetik helfen, im weitesten Sinne des Wortes verstanden. Sprechen wir über Marginalität als Antipode einer engen Spezialisierung, weil sich die organische Welt auf diese Weise entwickelt.
Erinnern wir uns an die mesozoischen Säugetiere, die freiwillig die Welt prächtigen Reptilien übergaben und am Rande der Evolution vegetierten. Sie drängten sich in abgelegenen Winkeln zusammen und waren die realsten Randgebiete, weil sie die wenigen ökologischen Nischen besetzten, die die herrschende Klasse mit majestätischer Nachlässigkeit ignorierte.
Die Nahrungsgrundlage für pflanzenfressende Dinosaurier waren Gymnospermen und Farne, die im Devon weit verbreitet waren. Die Angiospermen oder blühende Flora, die zu Beginn der Kreidezeit auftraten, mussten sich in den Hinterhöfen niederlassen, weil Gymnospermen vorherrschten. So waren Blütenpflanzen genauso marginal wie die kleinen Säugetiere des Mesozoikums. Sie hatten keine andere Wahl, als leeres Land zu besetzen, in dem es keine etablierten Gemeinschaften von Gymnospermen gab: Erdrutsche, ausgebrannte Gebiete, Flussufer, dh solche Biotope, die normalerweise als „gestört“bezeichnet werden. Und genau die Arten, die sich unter solchen Bedingungen niederlassen, werden von Biologen als "fremdenfeindlich" bezeichnet, das heißt, sie haben Angst vor Gemeinschaften, die es vorziehen, getrennt zu existieren.
Der taktische Verlust erwies sich jedoch letztendlich als wichtiger strategischer Vorteil. Erstens erlaubten die blühenden Pflanzen, die sich auf "schlechten" Gebieten niedergelassen hatten, dort keine Gymnospermen mehr, und zweitens hatten sie eine Blume, die im Kampf ums Dasein eine entscheidende Rolle spielte. Wenn Gymnospermen für die Fortpflanzung ihrer eigenen Art vollständig und vollständig auf den Wind angewiesen waren und ihren Pollen passiv trugen und sich daher auf Haufen niederlassen mussten, zogen blühende aktiv Insekten an, was ihre Lebensfähigkeit erheblich erhöhte.
Die Existenz von Blütenpflanzen hing nicht von den Elementen ab, und die Angiospermen konnten sich den Luxus leisten, in verstreuten Ödlanden zu leben. Darüber hinaus hat die Flora eines neuen Typs gelernt, krautige Formen zu bilden, die nicht nur der Erosion wirksam widerstehen, sondern auch schnell leeres Land erfassen.
Der Wandel in den Pflanzengemeinschaften wurde zu einer echten Katastrophe. Entgegen der landläufigen Meinung starben nicht nur Dinosaurier aus, sondern auch 25% der wirbellosen Familien im Mesozoikum - Kopffüßer und Muscheln, einzellige Radiolarien, Kieselalgen, Foraminiferen und andere Vertreter planktonischer Organismen. Ihre Kalziumschalen bildeten gigantische Ablagerungen, weshalb diese Periode der geologischen Aufzeichnung Kreidezeit genannt wurde.
Die unauffälligen Ränder von gestern - Blütenpflanzen und Säugetiere - haben die dominierende Fauna und Flora des Mesozoikums zerstört.
Das Einsetzen von Blütenpflanzen wird heute als große Angiospermisierung bezeichnet (von den lateinischen Angiospermen - "Angiospermen"). Als die Flora des neuen Typs entscheidend zu dominieren begann, passierte etwas, das immer dann passiert, wenn ein Fundament einstürzt: Das Gebäude stürzt einfach ein. Schließlich ist das Pflanzenreich genau das Fundament, auf dem die Böden pflanzenfressender Tiere und Raubtiere stehen, und sie sind nicht nur durch Nahrungsketten, sondern auch durch komplexere Beziehungen miteinander verbunden.
Dinosaurier versuchten, eine neue Diät zu meistern - sie bekamen Schnäbel und leistungsstarke Zahnbatterien zum Mahlen von stark abrasiven Lebensmitteln. Aber es war ihnen egal, besonders in Getreideweidesystemen, wo sie offensichtlich gegen Huftiere verloren haben. Darüber hinaus bilden krautige Formen von Blütenpflanzen Rasen, der die Erosion und den organischen Abfluss in Süßwasser und Ozeane verringert, was den Gemeinschaften der wirbellosen Meerestiere einen schweren Schlag versetzt hat.
Dies liegt daran, dass die überwiegende Mehrheit der Kreaturen, die in der späten Kreidezeit auf der Erde lebten, auf dem Weg der engen Spezialisierung zu weit fortgeschritten ist. Dies gab ihnen vorerst hervorragende Überlebenschancen, aber jede Würde wird früher oder später zu einem Nachteil. Die Bindung an die Gemeinschaften der Gymnospermen spielte schließlich einen grausamen Witz mit den Eidechsen: Als die blühenden Pflanzen in die Offensive gingen und den früheren Besitzern des Lebens ein Gebiet nach dem anderen wegnahmen, schlossen sich Säugetiere leicht den neu gebildeten Gemeinschaften an. Aber Dinosaurier konnten dies nicht und befanden sich in einer evolutionären Sackgasse, weil ihre adaptiven Ressourcen vor langer Zeit verschwendet wurden. Und für Säugetiere, die an den Rand gedrängt wurden, war eine solche Wendung nur vorhanden. Nachdem sie eine Explosion der Speziation unter den neuen Bedingungen überlebt hatten, besiedelten sie den gesamten Planeten.
Natürlich können nicht nur so große Taxa wie eine Tierklasse oder eine Pflanzenart an den Rand gedrängt werden. Separate biologische Arten sündigen in der Regel auch nicht mit vollständiger Gleichmäßigkeit über den gesamten Satz von Merkmalen. Darüber hinaus ist ihr Anpassungspotential umso größer, je höher die genetische Vielfalt einer Art oder Population ist. Eine solche Gemeinschaft wird fast immer einen Weg finden, ihre Existenz in einem veränderten Umfeld zu verlängern. Und selbst bei einer stabilen und gemessenen Lebensdauer können intraspezifische Randbedingungen eine wichtige Rolle spielen.
Zum Beispiel werden in Populationen von flügellosen Wasserläufern gelegentlich geflügelte Individuen gefunden. Es gibt nur sehr wenige von ihnen - nur 4%. Sie haben genetische Unterschiede, können sich aber gleichzeitig mit ihren flügellosen Gefährten kreuzen und Nachkommen geben. Es stellte sich heraus, dass diese flüchtigen Geeks über sehr große Entfernungen wandern können, wodurch die genetische Kontinuität zwischen der wasserarmen Population aller Gewässer sichergestellt wird. Vier Prozent der Ausgegrenzten sind mehr als genug, um diese Aufgabe zu erfüllen.
Ich muss sagen, dass fast jede biologische Art für alle Fälle eine solche Notreserve in Form eines seltenen Genotyps oder einer ungewöhnlichen Form hat, die es ihr ermöglicht, schwierige Zeiten zu überstehen. Lassen Sie uns noch einmal wiederholen: Die genetische Vielfalt einer Art oder Population ist der Schlüssel zu ihrem evolutionären Erfolg, daher sollte der Rand nicht nur mit Respekt, sondern auch mit Sorgfalt behandelt werden.
Die Entstehung und Verbreitung von Blütenpflanzen am Ende der frühen Kreidezeit (etwa 30 Millionen Jahre vor dem Tod der Dinosaurier) veränderte nicht nur die Struktur der kontinentalen Gemeinschaften radikal, sondern zerstörte auch die Dinosaurier, die ihre Plastizität verloren hatten und hoffnungslos in den Sackgassen der Evolution steckten. Natürlich könnten auch klimatische Störungen eine Rolle spielen, aber das Schlüsselereignis, der Ausgangspunkt, war mit ziemlicher Sicherheit genau diese Tatsache - das Einsetzen von Angiospermen.
V. Levitin