Около 66 миллионов лет назад — возможно, в один из действительно неудачных дней в мае — астероид врезался в нашу планету.
Последствия были немедленными и серьёзными. Данные показывают, что около 70% видов вымерли за геологически короткий промежуток времени, и пострадали не только знаменитые динозавры, которые когда-то населяли землю. Мастера мезозойских океанов, включая мозазавров — группу водных рептилий, занимавших вершину пищевой цепи, а также изысканно раковистых родственников кальмаров, известных как аммониты, — также были уничтожены.
Даже группы, пережившие катастрофу, такие как млекопитающие, рыбы и цветковые растения, испытали серьёзное сокращение численности популяций и потерю видов. Жизнь беспозвоночных в океанах не стала лучше.
Но на морском дне существовала группа животных, которая оставила фантастические окаменелости и продолжает процветать сегодня: двустворчатые моллюски — моллюски, песчанки, мидии, устрицы и другие.
То, что произошло с этими существами во время массового вымирания, и то, как они восстановились, рассказывает важную историю как о прошлом, так и о будущем биоразнообразия.
Морские двустворчатые моллюски потеряли около трёх четвертей своих видов во время этого массового вымирания, которое ознаменовало конец мелового периода. Мы, палеобиологи, изучающие биоразнообразие, и наши коллеги ожидали, что потеря такого количества видов серьёзно сократит разнообразие ролей, которые двустворчатые моллюски играют в своих средах обитания, то есть их «способы жизни».
Но, как мы объясняем в исследовании, опубликованном в журнале Sciences Advances, этого не произошло. Оценивая окаменелости тысяч видов двустворчатых моллюсков, мы обнаружили, что по крайней мере один вид почти из всех их способов жизни, независимо от того, насколько редкими или специализированными они были, пережил массовое вымирание.
Статистически этого не должно было произойти. Уничтожьте 70% видов двустворчатых моллюсков, даже случайным образом, и некоторые способы жизни должны были исчезнуть.
Большинство двустворчатых моллюсков счастливо зарываются в песок и ил, питаясь фитопланктоном, который они процеживают из воды. Но другие приспособились к хемосимбионтам и фотосимбионтам — бактериям и водорослям, которые производят питательные вещества для двустворчатых моллюсков из химических веществ или солнечного света в обмен на жильё. Некоторые даже стали хищниками.
Мы думали, что эти более специализированные способы жизни будут уничтожены из-за последствий удара астероида, включая пыль и обломки, которые, вероятно, блокировали солнечный свет и нарушили значительную часть пищевой цепи двустворчатых моллюсков: фотосинтезирующие водоросли и бактерии. Вместо этого большинство из них сохранились, хотя биоразнообразие было навсегда изменено по мере появления нового экологического ландшафта.
Причины, по которым некоторые виды выжили, а другие — нет, оставляют много вопросов для изучения. Те, кто фильтровал фитопланктон из толщи воды, понесли одни из самых высоких потерь видов, но то же самое произошло и с видами, которые питались органическими остатками и не так сильно зависели от солнечной энергии. Узкое географическое распространение и различный метаболизм могли способствовать этим моделям вымирания.
Жизнь восстановилась после каждого из пяти крупнейших массовых вымираний на протяжении истории Земли, в конечном итоге пробиваясь через прошлые максимумы разнообразия. Богатая летопись окаменелостей и впечатляющее экологическое разнообразие двустворчатых моллюсков дают нам прекрасную возможность изучить эти отскоки, чтобы понять, как экосистемы и глобальное биоразнообразие восстанавливаются после вымираний.
Вымирание, вызванное ударом астероида, уничтожило некоторые процветающие способы жизни и открыло дверь для других, чтобы доминировать в новом ландшафте.
В то время как многие люди оплакивают потерю динозавров, мы, малакологи, скучаем по рудистам. Эти двустворчатые моллюски причудливой формы напоминали гигантские рожки мороженого, иногда достигая более метра в размерах, и доминировали в мелководных тропических морях мезозоя в виде массивных скоплений искривлённых особей, похожих на современные коралловые рифы.
Сегодня гигантские моллюски (Tridacna) и их родственники занимают части этих уникальных фотосимбиотических ниш, которые когда-то занимали рудисты, но им не хватает поразительного видового разнообразия рудистов.
Массовые вымирания явно нарушают статус-кво. Теперь на океанском дне доминируют моллюски, зарывшиеся в песок и ил, куахоги, песчанки и их родственники — сцена, сильно отличающаяся от того, что было на морском дне 66 миллионов лет назад.
Экологические особенности в одиночку не полностью предсказывали модели вымирания и не объясняют полностью восстановление. Мы также видим, что простое выживание после массового вымирания не обязательно давало преимущество видам, которые диверсифицировались в рамках своих старых, а иногда и новых способов жизни — и немногие из этих новых способов доминируют в экологическом ландшафте сегодня.
Подобно рудистам, тригониидные двустворчатые моллюски имели множество различных видов до массового вымирания. Эти высоко орнаментированные моллюски строили части своих раковин из сверхпрочного биоматериала, называемого перламутром, и имели фрактально сцепленные петли, удерживающие их две створки вместе.
Но, несмотря на выживание после вымирания, которое должно было поставить их в выгодное положение для повторного накопления видов, их диверсификация прекратилась. Другие виды двустворчатых моллюсков, которые зарабатывали на жизнь таким же образом, вместо этого размножились, оттеснив эту когда-то могущественную и глобальную группу до горстки видов, теперь встречающихся только у побережья Австралии.
Эти неожиданные закономерности вымирания и выживания могут дать уроки на будущее.
Летопись окаменелостей показывает нам, что у биоразнообразия есть определённые переломные моменты, обычно во время идеального шторма климатических и экологических потрясений. Дело не только в том, что виды теряются, но и в том, что экологический ландшафт переворачивается.
Многие учёные считают, что нынешний кризис биоразнообразия может перерасти в шестое массовое вымирание, на этот раз вызванное деятельностью человека, которая меняет экосистемы и глобальный климат. Кораллы, чьи рифы являются домом почти для четверти известных морских видов, столкнулись с массовыми обесцвечиваниями из-за потепления океанской воды, что ставит под угрозу их будущее.
Находки, подобные нашим, предполагают, что в будущем восстановление после событий вымирания, вероятно, приведёт к совершенно иному сочетанию видов и их способов жизни в океанах. И результат может не соответствовать потребностям человека, если виды, обеспечивающие основную часть экосистемных услуг, будут генетически или функционально уничтожены.