Одного из пяти массовых вымираний не было?
Считать ли то, что происходит сейчас, следующим вымиранием?
Принято считать, что за всю историю эволюции жизни на Земле произошло пять массовых вымираний живых организмов. Однако последние исследования с использованием искусственного интеллекта несколько корректируют устоявшуюся точку зрения.
Выпущенная в 1982 году работа американских палеонтологов, пионеров исследований массовых вымираний Дж. Джона Сепкоски и Дэвида Раупа, задала стандарт, на который впоследствии опирались многие ученые. Изыскания, проведенные в последующие годы, подтвердили, что вымираний было больше – от 3 до 20, в зависимости от масштаба.
В «большую пятерку», среди прочих, входит так называемое девонское вымирание – биологическая катастрофа, которая произошла в конце девонского периода (около 375 млн лет назад). Тогда океаны стали токсичными, что привело к исчезновению многих морских видов, например, почти всех трилобитов. Считается, что всего вымерло 19% семейств и 50% родов.
Однако недавно суперкомпьютер Тяньхэ-2, как сообщает New Scientist, рассчитал, что не существует доказательств наличия в то время катаклизмов (вроде падения астероида, уничтожившего всех динозавров). Вместо этого наблюдалось постепенное исчезновение видов, растянувшееся на очень долгое время – почти на 50 млн лет.
Глобальные уточнения от ИИ
Шучжун Шень из Нанкинского института геологии и палеонтологии в Китае и его коллеги, среди которых Дуглас Эрвин, палеобиолог и куратор палеозойских беспозвоночных в Смитсоновском национальном музее естественной истории, использовали статистический подход для анализа сотни тысяч записей около 11 тысяч морских видов, останки которых были обнаружены в Китае и Европе.
В предыдущих исследованиях изменений биологического разнообразия ученые могли разбивать пласты истории на огромные периоды протяженностью около 10 млн лет. Искусственный интеллект компьютера Тяньхэ-2 сумел уменьшить временные кластеры до 26 тысяч лет.
Исходные данные охватывали в целом 300 млн лет: от начала кембрийского периода палеозойской эры (540 млн лет назад) до начала триасового периода мезозойской эры (240 млн лет назад). Подход, использованный учеными, настолько сложен в вычислительном отношении, что даже у обычного компьютера пересчет данных занял бы десятки лет.
«Массового вымирания в позднем девонском периоде не было, – считает Эрвин. – Имело место снижение разнообразия видов в течение длительного периода времени, как об этом говорится в некоторых исследованиях. Будем считать, что было четыре, а не пять массовых вымираний».
Он имеет в виду работу палеонтолога Ричарда Бамбаха. Тот в 2004 году совместно с коллегами доказывал, что снижение разнообразия в среднюю и позднюю эпоху девонского периода прослеживается довольно четко, но оно разбросано почти на 50 млн лет и не сконцентрировано в едином массовом вымирании.
Что вообще считать массовым вымиранием?
С одной стороны, не существует формального определения массового вымирания, так что пространство для споров достаточно широкое. Тем не менее большинство биологов соглашается со следующей формулировкой: исчезновение большого количества видов за относительно короткий период времени. Например, новый анализ китайского суперкомпьютера показал, что в конце пермского периода (около 250 млн лет назад) большинство видов погибло всего за 63 тысячи лет. Это, кстати, крупнейшая катастрофа биосферы за всю историю планеты.
Это не первый раз, когда количество вымираний варьируется. Так, два ученых-геолога в 2017 году утверждали, что из «большой пятерки» вымираний следует вычеркнуть катастрофу, случившуюся в конце триасового периода (252–201 млн лет назад). Тогда серия мощных вулканических извержений в «центрально-атлантической магматической провинции» (там, где сейчас находится Атлантический океан) привела к резкому выбросу диоксида углерода и сернистых соединений в атмосферу. Это запустило процесс глобального потепления, формирования кислотных дождей и вымирания видов на суше и на море. (По другой версии – на Землю упал крупный метеорит).
В любом случае стали исчезать панцирные живые организмы, такие как двустворчатые моллюски и аммониты. «Однако исчезновение моллюсков рассеяно во времени, а большое вымирание аммонитов случилось за 4–5 млн лет до череды извержений, – считает Спенсер Лукас, представитель Музея естественной истории науки в Нью-Мексико, один из авторов исследования. – Причина явно в чем-то другом».
Он утверждает, что способ обработки данных, которым пользуются геологи, может давать неверное представление о крупных биологических катастрофах. Если виды исчезают в течение всего геологического периода – который может длиться несколько миллионов лет, – геологи часто датируют вымирание концом изучаемого периода.
Современные проблемы
Сегодня ученые утверждают, что нынешнее снижение биоразнообразия является частью массового (уже шестого или все-таки пятого?) вымирания. Причиной называют деятельность человека – она влияет на глобальную фауну, способствует подогреву океана, исчезновению лесов и в целом глобальному потеплению. Согласно одному исследованию, интенсивность исчезновения видов при человеке в тысячу раз выше, чем без него. В серии докладов ООН, опубликованных в начале 2019 года, говорится прямым текстом: «Сегодня деятельность человека как никогда угрожает исчезновением многим видам». Под угрозу поставлено около миллиона видов растений и животных.
В связи с этим в рамках Конвенции ООН по биологическому разнообразию был подготовлен проект плана, цель которого – прекратить снижение биоразнообразия на планете, угрожающее существованию самого человека. План связан тематически с Парижским договором 2015 года, ожидается, что он будет принят правительствами в октябре 2020 года на ключевом саммите ООН в китайском городе Куньмин.
Действительно, дикая природа сегодня составляет только 3% сухопутных животных. А человек, его продовольственные запасы и домашние животные занимают оставшиеся 97% биомассы. Такая ситуация сложилась «благодаря» развитию индустриального сельского хозяйства и естественному сокращению дикой природы, разнообразие которой снизилось практически на 50% с 1970 года. Этому способствовала и непосредственно охота, и нарушение среды обитания животных – ведь почти половина земли на планете была превращена в сельскохозяйственные угодья. Такие данные приводит научный журналист Питер Брэннан в своей книге «The Ends of the World».
Океаны значительно изменились за несколько последних десятилетий: каждый год рыболовные траулеры разрушают бентос – флору и фауну водоемов. С 1950 года были истреблены почти 90% крупных океанических хищников, включая треску, палтус, тунца, рыбу-меч, морского окуня и акулу.
Ближе к побережью, на коралловых рифах, биологическое разнообразие с 1980-х снизилось на треть. Подводный рай страдает от загрязнений и сверхулова, но сотням миллионов жителей развивающихся стран надо чем-то питаться. Во время температурных рекордов 1997–1998 годов погибло 15% коралловых рифов. Ожидается, что оставшиеся исчезнут из-за нагрева океанов или их закисления уже к концу этого столетия.
Царь природы или причина биокатастрофы?
Как и все предыдущие, нынешнее исчезновение видов до сих пор было последовательным, растянувшимся на десятки тысяч лет. Станет ли то, что происходит сегодня с человечеством, в один ряд с катастрофами «большой пятерки» – ордовикской, девонской, пермской, триасовой и мел-палеогеновой? Упомянутый ранее Дуглас Эрвин, палеобиолог Смитсоновского института, категорически с этим не согласен. В статье в The Atlantic он утверждает: «Многие из тех, кто сравнивает нынешнюю ситуацию с прошлыми катастрофами, не имеют ни малейшего представления ни о качестве данных, ни о характере массовых вымираний». Эрвин подчеркивает, что не отрицает того факта, что человек нанес большой урон морской и сухопутной экосистемам, или того, что массовые вымирания возможны в ближайшем будущем. «Но я думаю, что как ученые мы должны быть аккуратными в подобных сравнениях».
Другой аргумент Эрвина касается ископаемых остатков организмов. Он напоминает, что теории о массовых вымираниях неразрывно связаны с палеонтологией и находками в камнях. Но данные о фоссилиях невероятно разрозненны. Питер Брэннан в своей книге упоминает, что ученые за все время обнаружили лишь 0,01% всех видов, когда-то обитавших на Земле. Большинство животных в окаменелых остатках это морские беспозвоночные: брахиоподы (плеченогие) и двустворчатые моллюски. Картина массовых вымираний составлена большей частью на основе данных о разнообразном и жизнестойком мире морских беспозвоночных, а вовсе не на сведениях о крупных и редких видах (например, о динозаврах).
«Те, кто утверждает, что мы в процессе шестого вымирания, просто используют повод подбить людей на действия. Но если мы действительно находимся в процессе вымирания, нет смысла в сохранении биоразнообразия». Впрочем, считает Эрвин, если мы будем тянуть достаточно долго, то придем и к массовому вымиранию. Но пока что его нет. «Это внушает оптимизм. У нас еще есть время избежать армагеддона».