Как метановые организмы вызвали вымирание видов

И это не было первым случаем, когда, казалось бы, крошечные существа оказали воздействие на всю планету и эволюцию жизни, всего лишь тихонечко поглощая одни химические вещества и выделяя другие. Вспомним насыщение атмосферы кислородом, которое сделало возможным развитие сложных форм жизни.
Вопрос о причинах Великого вымирания остаётся открытым. Геологические данные свидетельствуют о глобальном потеплении летального масштаба и подкислении океана. Большинство специалистов склоняется к тому, что всё дело в гигантских сибирских вулканах, которые активно извергались примерно в это время.

Геофизик-теоретик Дэниэл Ротман и эволюционный биолог Грегори Фурнье из Массачусетского технологического института (США) со товарищи рисуют иную картину. В морских отложениях накопилось огромное количество органического материала, который, по сути, представлял собой непочатый запас питательных веществ. На планете просто не было никого, кто мог бы этим питаться.

Среди архей, в изобилии населявших океан пермского периода (ок. 300–250 млн лет назад), был род Methanosarcina, способный поглощать соединения углерода, выделяя метан. Но эти одноклеточные не умели переваривать ацетаты, присутствовавшие в упомянутом осадке. Точнее, не умели до тех пор, пока не позаимствовали у бактерий пару нужных генов. Сравнив геномы 50 современных организмов, г-н Фурнье пришёл к выводу, что передача генов состоялась примерно 250 млн лет назад, то есть около того времени, когда произошло Великое вымирание.

Микроорганизмы накинулись на новый источник пищи, и, поскольку конкурентов не было, произошёл «демографический бум», который повлёк за собой поступление в атмосферу огромных объёмов метана — мощного парникового газа. Г-н Ротман доказывает эту гипотезу на примере анализа изотопов углерода в древних отложениях. Математический подход показал, что в период вымирания концентрация некоторых газов (среди них, возможно, был и метан) увеличивалась «по экспоненте или, может быть, по сверхэкспоненте». Именно микробная деятельность, а не вулканизм или что-то ещё лучше всего объясняет эмпирические данные.

Тем не менее г-н Ротман не собирается отказываться от сибирских вулканов. Возможно, они несут ответственность за резкий рост отложений никеля, обнаруженный авторами в морском осадке и относящийся к обсуждаемому времени. Судя по тому, что мы знаем о производстве метана микроорганизмами, этот метал — важнейший компонент ферментов, вовлечённых в процесс выработки газа. Именно степень доступности никеля — фактор, ограничивающий рост популяции микробов. И когда металла стало много, Methanosarcina пустились во все тяжкие.

Но даже если метан вызвал Великое вымирание, остаётся неясным, что же в конце концов привело к гибели конкретных видов. Избыточный метан мог убить жизнь на суше, вызвав освобождение ядовитого сероводорода, а в океане животные могли пострадать от нехватки кислорода, к тому же подкисление сказалось на способности морских обитателей выращивать твёрдые оболочки.

Не все учёные, однако, готовы перевести вулканы в низшую лигу. Палеобиолог Дуглас Эрвин из Смитсоновского национального музея естественной истории (США) полагает, что выявлена не основная причина вымирания, а только часть связи между вулканами и вымиранием. Но даже в таком ракурсе предъявленные доказательства не кажутся ему убедительными.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.