Ученые взвесили жизнь в океане за последние 500 миллионов лет
Новое исследование Стэнфордского университета впервые показало, как изменялась биомасса — общее количество живой материи — в океанах Земли за последние 540 миллионов лет. Ученые, изучив более 7700 образцов известняка, обнаружили, что масса морских организмов в целом росла, несмотря на катастрофические спады во время массовых вымираний. Работа опубликована в журнале Current Biology.
«Наши результаты показывают, что общая биомасса связана с биоразнообразием, и потери в биоразнообразии могут подавлять продуктивность на геологически значимые периоды, добавляя еще один аргумент, почему сохранение биоразнообразия важно для здоровья людей и планеты», — отметил Джонатан Пейн, соавтор исследования
Что такое биомасса?
Биомасса — это не просто количество видов, а общий вес всех живых существ в экосистеме: от крошечных водорослей до гигантских китов. Она показывает, сколько энергии и пищи доступно в океане, отражая его здоровье. Исследование впервые составило «дневник» океанской жизни, зашифрованный в окаменелых раковинах и скелетах, показав, как жизнь наполняла океаны на протяжении сотен миллионов лет.
Это открытие не только раскрывает историю Земли, но и бьет тревогу из-за человеческих действий. Загрязнение, перелов рыбы и изменение климата — могут вызвать шестое массовое вымирание, угрожая сократить биомассу и подорвать экосистемы, от которых зависят люди. В отличие от предыдущих пяти массовых вымираний, которые происходили из-за природных катастроф (например, падение метеоритов, вулканическая активность, изменение климата), шестое происходит из-за факторов, связанных с людьми.
Как это изучили?
Команда под руководством постдокторанта Пулкита Сингха проанализировала 7700 образцов известняка со всего мира, охватывающих 540 миллионов лет. Эти камни содержат окаменелости раковин моллюсков, водорослей и протистов (одноклеточных организмов). Ученые использовали петрографический подсчет — метод, при котором тонкие срезы камней изучают под микроскопом, чтобы определить долю окаменелых раковин. Это позволило измерить, сколько «живой материи» сохранилось в разные эпохи.
«Первую попытку количественно описать биоразнообразие за геологическое время предприняли еще в 1860 году, но до работы Пулкита не было исследования биомассы во времени», — сказал Пейн, отметив смелость команды.
Что выяснили ученые?
В кембрийский период (540 млн лет назад) раковины составляли менее 10 % горных пород. Во время ордовика (около 485 млн лет назад) их доля выросла благодаря кембрийскому взрыву — эпохе, когда жизнь резко разнообразилась. Ранними «звездами» были губки, но их обогнали иглокожие (предки морских звезд) и членистоногие — трилобиты и предки крабов.
На протяжении следующих 230 миллионов лет доля раковин превышала 20 %, но позднедевонское вымирание (375–360 млн лет назад) сократило ее. Самый тяжелый удар — пермско-триасовое вымирание (250 млн лет назад), или «Великое умирание», — уменьшило содержание раковин до 3 %, когда погибло до 96 % морских видов. После вымираний жизнь восстанавливалась, и в кайнозое (нашей эре) доля раковин достигла 40 % благодаря моллюскам и кораллам.
Чтобы убедиться, что рост биомассы реален, а не вызван, например, меньшим числом хищников или искажениями в данных, ученые протестировали образцы по глубине, широте и геологическим условиям. Тенденция роста сохранилась, подтверждая, что более разнообразные экосистемы лучше перерабатывали питательные вещества, поддерживая больше жизни.
