Великое рептильное потепление
Расцвет пресмыкающихся случился после массового пермского вымирания. Обычно при словах «массовое вымирание» мы вспоминаем про динозавров, которые исчезли во время мел-палеогенового вымирания 65 млн лет назад. Но динозавровое вымирание оказалось далеко не самым крупным в истории земной жизни. Самым впечатляющим было как раз пермское, случившееся 253–251 млн лет назад.
Тогда исчезло 96% морских видов, 73% видов наземных позвоночных, и даже 83% видов насекомых – и это стало единственным примеров массового вымирания насекомых. Как обычно бывает с массовыми вымираниями, по поводу его причин есть несколько гипотез, и одна из самых популярных – сильное и быстрое увеличение количества углекислого газа в атмосфере из-за огромного количества мощных вулканов. Углекислый газ изменил на климат, и к изменениям оказались готовы далеко не все.
Как и любой кризис, массовое вымирание – это время возможностей, по крайней мере, для тех, кто выжил. Освобождаются новые экологические ниши, которые могут занять выжившие. В родах, семействах, отрядах возникают новые виды – происходит эволюционный расцвет самых разных групп организмов. Считается, что именно благодаря пермскому вымиранию на земле воцарились рептилии.
Однако авторы свежей статьи в Science Advances полагают, что эволюционный успех пресмыкающихся в те времена был связан не только с освобождающимися экологическими вакансиями, но и непосредственно с изменениями климата. Исследователи проанализировали тысячу палеонтологических остатков от ста двадцати пяти видов рептилий, которые жили между 294 и 237 млн лет назад. По этим остаткам можно было понять, какого размера была рептилия, какой формы была у неё голова и ещё некоторые другие анатомические особенности. По изменениям в строении тела можно было представить, как протекала эволюция пресмыкающихся, когда они менялись быстрее, когда медленнее, и т. д. Ход эволюции сопоставили с климатическими данными, а конкретно – с изменениями температуры поверхности моря на протяжении последних 450 млн лет (температурные данные удалось получить, анализируя соотношение изотопов кислорода 18О и 16О в геологических породах).
Оказалось, что рептилии менялись тем быстрее, чем быстрее менялся климат. Энергичнее всего рептилии начали эволюционировать не в конце пермского вымирания, а через несколько миллионов лет после него, когда из-за глобального потепления температура верхних слоёв воды в мировом океане могла доходить до 40 °С. Освободившиеся экологические ниши, конечно, тоже стимулировали эволюцию пресмыкающихся. Но непосредственный эффект от меняющегося климата, очевидно, был не менее сильным.
Реконструкция внешнего вида уралозавра – ещё одного триасового пресмыкающегося.
Иллюстрация: Dmitry Bogdanov / Wikipedia
Разные виды менялись с разной скоростью, и крупные виды менялись быстрее, чем мелкие. На мелких повышение окружающей температуры действовало не так сильно: небольшие животные из-за большого отношения поверхности тела к его объёму излучают больше тепла, чем крупные, и поэтому при общем потеплении именно крупным видам приходится приспосабливаться, чтобы избежать постоянного перегрева. Они могут просто уменьшиться, или же у них появятся какие-нибудь приспособления для сброса лишнего тепла, что-то вроде анатомических радиаторов, или же они научатся как регулировать собственную температуру.
Стоит уточнить, что авторы работы говорят о рептилиях триасового периода, который наступил вслед за пермским. Тираннозавры, бронтозавры, птеродактили и другие пресмыкающиеся доисторические знаменитости – это юрский период, который идёт следом за триасом. Обычно именно юрский период называют временем рептилий – динозавры в юре становятся главными позвоночными на суше, в воздухе летают птерозавры, в морях плавают ихтиозавры и плезиозавры. Но юрский триумф рептилий был подготовлен их эволюционными успехами в более раннее время, когда они занимали освободившиеся после вымирания экологические ниши и стремительно приспосабливались к новому климату.