PT: эре челюстных рыб дало старт массовое вымирание 445 млн лет назад

Приблизительно 445 миллионов лет назад Земля претерпела значительные трансформации. Над суперконтинентом Гондвана начали формироваться гигантские ледники, поглощая морскую воду. Это эпохальное событие, известное как позднеордовикское массовое вымирание (LOME), привело к исчезновению около 85 % морских видов, существенно изменив химический состав океана и климатические условия планеты.

Однако эти радикальные изменения не только разрушили существовавшие экосистемы, но и создали уникальные возможности для эволюционного развития. В этот период группа челюстных позвоночных (Gnathostomata) начала доминировать в морских экосистемах, что, как было подчеркнуто в исследовании, опубликованном в журнале "Science Advances", сыграло ключевую роль в дальнейшем развитии жизни на Земле.

Лорен Саллан из Окинавского института науки и технологий, соавтор данного исследования, отметила: "Мы убедительно доказали, что челюстные рыбы приобрели доминирующее положение благодаря данному событию. Важно отметить, что наше исследование интегрировало ископаемые находки, экологические и географические данные, что позволило нам уточнить понимание эволюционных процессов".

В ордовикский период (486–443 миллиона лет назад) Земля имела иной геоморфологический и климатический облик. Гондвана занимала доминирующее положение, окруженная теплыми мелководными морями. Полюсов тогда еще не существовало, и вода сохраняла высокую температуру. Побережья были богаты растительностью и разнообразными членистоногими. В водных экосистемах обитали разнообразные организмы, включая конодонтов с крупными глазами, трилобитов, морских скорпионов и наутилоидов.

Среди этих организмов обитали предки челюстных позвоночных, которые впоследствии стали доминировать на Земле. Причины позднеордовикского вымирания остаются предметом дискуссий, но ископаемые данные свидетельствуют о явных изменениях до и после этого события. Вымирание происходило в два этапа: сначала климат резко изменился с теплого на холодный, что привело к образованию ледников на Гондване. Затем, когда ледники начали таять, холодная вода, вероятно, стала причиной гибели видов, адаптированных к теплым условиям.

Выжившие позвоночные нашли убежище в изолированных зонах, где челюстные рыбы, вероятно, получили значительное эволюционное преимущество. Используя палеонтологические данные, команда исследователей создала обширную базу ископаемых этого периода, что позволило реконструировать экосистемы убежищ и оценить их биологическое разнообразие. Исследование показало, что позднеордовикское вымирание ускорило эволюцию челюстных позвоночных и их диверсификацию.

Команда ученых проследила миграционные пути видов и выявила убежища, которые способствовали их эволюционному развитию. В Южном Китае, например, были обнаружены первые окаменелости предков акул, которые жили в изоляции миллионы лет, пока не обрели способность к транс-океаническим миграциям.

Интеграция данных палеонтологии, биогеографии и экологии позволила глубже понять механизмы эволюции. Лорен Саллан подчеркнула: "Челюсти, вероятно, появились либо для освоения новых экологических ниш, либо для заполнения освободившихся ниш после вымирания других видов, что привело к их последующей диверсификации. Наше исследование подтверждает второй вариант. Гнатостомы воспользовались освободившимися экологическими пространствами, которые ранее занимали бесчелюстные и другие организмы".

Эта эволюционная тенденция напоминает адаптацию дарвиновских вьюрков на Галапагосских островах, где птицы, используя новые экологические возможности, приспособились к различным источникам пищи, что привело к эволюции их клювов.

После выхода из убежищ челюстные рыбы остались в Южном Китае, в то время как их бесчелюстные родственники продолжали развиваться в других регионах. Причины доминирования челюстных рыб остаются предметом дальнейших исследований.

По мнению ученых, позднеордовикское массовое вымирание не привело к полному уничтожению жизни, а запустило "цикл перезагрузки разнообразия". Вымершие виды уступили место новым, что способствовало восстановлению экосистемы, но уже с другими доминирующими организмами.

Лорен Саллан подчеркнула: "Данное исследование объясняет, почему появились челюсти, почему челюстные позвоночные смогли занять доминирующее положение и почему современная морская фауна происходит от них, а не от конодонтов и трилобитов. Выявление долгосрочных закономерностей эволюции является одной из наиболее интересных и актуальных задач биологии".