Головоногие: умные и стремительные

Шестьдесят пять миллионов лет назад на Земле произошла катастрофа. За кратчайший в геологическом смысле срок вымерло огромное количество разнообразных животных и растений, самые знаменитые из них - динозавры. Это событие обозначило конец мелового периода и мезозойской эры и начало нового периода - палеогена и новой эры - кайнозойской.Вопрос, почему вымерли динозавры, - один из самых «расхожих» в науках о Земле. Кто только не задавался им, какие только гипотезы не высказывались... В последнее время большую популярность приобрела гипотеза Луиса и Уолтера Альваресов, связывающая вымирание динозавров с падением на Землю гигантского метеорита или ядра кометы. Нечто вроде Тунгусской катастрофы, только несравненно больших размеров: может быть, упал целый астероид диаметром около 10 км. Известно и место его падения - северный берег нынешнего п-ова Юкатан в Мексике, местность (кратер) под названием Чиксулуб.К сожалению, большинство из тех, кто рассуждает на тему, отчего вымерли динозавры, упускает из виду один чрезвычайно важный факт. Да, динозавры вымерли нацело. Но почему эта катастрофа не затронула, скажем, черепах? Аммониты и белемниты тоже вымерли. А третья крупная группа древних раковинных головоногих моллюсков — наутилоидеи — не только не вымерла, но даже как бы и не почувствовала катастрофы. Совершенно спокойно пережили это время и многие другие животные. Но ведь если катаклизм был глобальным, пострадать должны были бы все животные или хотя бы все представители какой-то одной крупной экологической группы, например все наземные или все пресноводные. А этого не произошло. Попытаемся разобраться, почему.Что произошло в конце мезозоя? Сотрудник МГУ А. С. Алексеев подсчитал, что в конце Маастрихта (это шестой, предпоследний ярус верхнего отдела меловой системы, 74,5 – 65,0 млн лет назад) вымерло 17% семейств и 45% родов живых организмов.Темп вымирания (доля исчезновения семейств и родов за миллион лет) оказался в Маастрихте в 5 - 8 раз выше, чем в «спокойные» периоды мела и палеогена. Сразу же после Маастрихта, в датском ярусе, или дании (65,0 - 63,6 млн лет назад), резко возрастает скорость появления новых семейств и родов, а в следующем за данием - монсе (63,6 - 60,6 млн лет назад) — она еще увеличивается. Но процесс обновления далеко не сразу смог компенсировать вымирание: только в раннем эоцене (57,8 - 52,0 млн лет назад) число семейств и родов организмов превысило уровень, свойственный Маастрихту. Иными словами, влияние произошедшей катастрофы было заметно еще 15 - 20 млн лет.Доля вымерших семейств и родов резко различалась в разных отрядах и классах и в разных экологических группах. Полностью исчезли аммониты и белемниты из класса головоногих моллюсков, птерозавры и динозавры из класса пресмыкающихся. Очень много вымерло планктонных фораминифер, известкового растительного планктона, морских двустворчатых моллюсков, морских ежей, акул, крокодилов — от 20 до 75% семейств в каждой группе и, как правило, более половины родов. Напротив, в группах кремнежгутиковых водорослей, восьмилучевых кораллов, ракушковых и усоногих ракообразных, наутилоидей не пострадало ни одно семейство. Удивительно низким темпом вымирания характеризовались пресноводные брюхоногие моллюски: ни одного семейства и лишь 5% родов!Из экологических групп наибольшие потери (на уровне родов) были характерны для фитопланктона. Далее следует зоопланктон, морской бентос, активно плавающие морские животные (головоногие, рыбы, пресмыкающиеся), а меньше всего пострадали пресноводные и наземные животные.«Великое мезозойское вымирание» было не первым и не самым страшным в истории Земли. Американские палеонтологи Дэвид Рауп и Джон Сепкоски установили, что самые катастрофические события произошли на границе пермского и триасового периодов — границе палеозойской и мезозойской эры, 248 млн лет назад: тогда исчезло свыше половины всех семейств — втрое больше, чем в Маастрихте. Вымирания того же масштаба, что и в Маастрихте, случалось еще три раза: в конце ордовикского, девонского и.триасового периодов (соответственно 440, 360 и 208 млн лет назад). Меньшего масштаба событий было намного больше.Но вернемся к мелу. Почему этот период так называется? Потому, что именно в мелу, особенно во второй его половине, когда происходила общая трансгрессия моря (наступление на сушу) и сильно увеличивалась площадь теплых мелководных морей, отлагались огромные массы писчего мела. Именно им сложены меловые горы, например, в районе Белгорода. Каждому школьнику известно, что писчий мел состоит из остатков известкового планктона: ультрамикроскопических жгутиковых водорослей кокколитофорид и микроскопических простейших животных фораминифер. Именно мельчайший фито- и зоопланктон сильнее всего пострадали от маастрихтской катастрофы (если, конечно, оставить в стороне тех, кто исчез полностью): вымерло 42% семейств и 80% родов известкового фитопланктона, 75% семейств и 91% родов планктонных фораминифер. Их разнообразие не восстановилось даже на протяжении последующих 25 - 30 млн лет. Но эти цифры не дают представления о фактических размерах катастрофы. Вымерли не просто «какие-то», а массовые роды и семейства. К тому же именно на границе мела и палеогена произошло резкое усиление горообразовательного процесса. Трансгрессия сменилась глубокой регрессией — отступлением моря. Мелководные моря осушились, их фауна и флора погибли.Известковые планктонные организмы поставляли на дно морей и океанов громадные массы карбоната кальция — тот самый писчий мел. Кальций в океан приносили в основном реки, углекислоту — вулканы. В периоды активного горообразования вулканическая деятельность была очень сильной, выделялись гигантские количества углекислоты. Что же произошло, когда известковый планктон вымер и связывать углекислый газ оказалось почти некому?События конца мелового периода прослежены сейчас достаточно детально. Во-первых, пограничные отложения Маастрихта и дания (граница мела и палеогена, мезозоя и кайнозоя) выходят на поверхность во многих районах мира, например, у нас на Мангышлаке. Во-вторых, известковый планктон прекрасно сохраняется в отложениях океанического дна, и соответствующие слои вскрыты буровыми колонками. Установлено, что переход от богатых карбонатом кальция отложений самого верхнего мела к относительно бедным слоям нижнего палеогена был очень резким и, следовательно, очень быстрым в геологическом масштабе времени. Самая граница мела и палеогена отбивается тонким слоем почти безжизненной глины — след катастрофически быстрого и исключительно сильного (более чем на 90%) падения биологической продуктивности Мирового океана. Почти полное прекращение биологической фиксации углекислоты и отложения карбоната привело к накоплению огромной массы углекислого газа в атмосфере. А что означает его избыток в атмосфере? Это — повышение температуры, парниковый эффект. Показано, что на протяжении каких-нибудь 50 тыс. лет содержание СO2 в атмосфере повысилось в 2-4 раза, а средняя температура воды поверхностного слоя Мирового океана увеличилась на 2°, а возможно, что и на 10°С. Это — громадное повышение. Если же добавить происходившее одновременно поднятие материков, высыхание мелководных морей, прогрессирующее иссушение климата — всего этого окажется достаточно, чтобы погубить многих наземных животных и растения. Но, судя по тем же отложениям, за 350 тыс. лет биологическая продуктивность океана постепенно пришла в норму, содержание диоксида углерода в атмосфере существенно понизилось, и на Земле стало даже холоднее, чем в конце мела. Так что катастрофа оказалась отнюдь не всеобщей. А это значит, что и причина вымирания разных групп органического мира тоже была не единой всеобщей, а для каждой группы — своя, особенная.