Экологи Йельского университета раскрыли историю развития группы ящериц, переживших массовое вымирание в конце мелового периода. Ночные ящерицы (семейство Xantusiidae) пережили событие массового вымирания на границе мелового и палеогенового периодов (К-Pg), которое произошло 66 миллионов лет назад (ранее известное как вымирание на границе К-Т). Это стало возможным благодаря уникальным эволюционным особенностям выживания, несмотря на то, что они имели небольшие выводки и занимали ограниченные ареалы. Это опровергает теорию о том, как другие виды выживали после этого события.
До К-Pg Земля была тёплой и процветающей планетой
До события К-Pg Земля была тёплой и процветающей планетой с густыми лесами и разнообразными экосистемами как на суше, так и в океанах. Динозавры были широко распространены, разнообразны и доминировали. Морские рептилии патрулировали моря, а птерозавры парили в небесах. Будущие люди были ещё землеройками, обитавшими на деревьях, частью небольшого, но растущего эволюционного эксперимента плацентарных млекопитающих.
Астероид, уничтоживший динозавров
Астероид диаметром более шести миль, двигавшийся со скоростью около 43 200 миль в час, столкнулся с регионом Чиксулуб в Юкатане, Мексика, высвободив невероятное количество энергии — 10²³ джоулей. Для сравнения, если бы все взрывы, которые когда-либо делали люди, произошли одновременно, это всё равно не приблизилось бы к энергии, высвобождённой астероидом Чиксулуб.
В радиусе тысячи миль лес был мгновенно испепелён экстремальной жарой, а удар образовал кратер более ста миль в ширину и двенадцати миль в глубину. Цунами, высотой примерно с Эйфелеву башню, распространились по всему миру, разрушая береговые линии и морское дно, а земная мантия зазвенела, как колокол, вызвав мегаземлетрясения магнитудой более 10, которые сегодня могли бы сравниться с уничтожением городов.
И когда казалось, что худшее позади, стало ещё хуже. Обломки, выброшенные в результате удара и поднявшиеся выше атмосферы Земли, начали падать обратно. При повторном входе в атмосферу они разогревались до высоких температур и обрушивались на планету смертоносным дождём из расплавленных снарядов, которые вызвали глобальные пожары.
Последствия для планеты
Огромное количество сажи, пыли и аэрозолей осталось в стратосфере, блокируя солнечный свет и погружая планету в «воздействие зимы» с резким падением глобальных температур. Без фотосинтеза растительная жизнь начала вымирать, а пищевые цепи от мельчайшего океанского планктона до крупнейших динозавров были уничтожены. Серные испарения из богатых серой пород вызвали кислотные дожди, которые привели к быстрым изменениям химического состава океана, что привело к массовому вымиранию планктона, аммонитов и многих морских рептилий.
Когда всё закончилось, 75% видов, являющихся продуктом миллиардов лет эволюции, исчезли. Удивительно, что что-то вообще пережило это событие, но жизнь нашла способ.
Исследование выживания ночных ящериц
В исследовании «Ночные ящерицы пережили массовое вымирание на границе мелового и палеогенового периодов вблизи места падения астероида», опубликованном в Biology Letters, учёные использовали филогенетическое датирование и реконструкцию предковых признаков, чтобы определить, возникли ли ящерицы-ксантузииды до границы К-Pg, и выявить особенности, которые могли способствовать их выживанию.
Генетические данные 34 ныне живущих видов ночных ящериц, объединённые с ископаемыми останками от раннего мелового периода до миоцена в Северной Америке, Центральной Америке и на Кубе, легли в основу анализа.
Генетические часы отследили Cricosaura typica, кубинский вид, до самой ранней ветви на генеалогическом древе, отделившейся до появления его североамериканских и центральноамериканских собратьев. Виды Lepidophyma и Xantusia дивергировали гораздо позже, в параллельных радиациях около 12 миллионов лет назад, спустя долгое время после того, как астероид изменил их исконный ландшафт.
На калифорнийских Channel Islands гигантская островная ночная ящерица эволюционировала от материковой линии, которая распространилась на запад примерно 10 миллионов лет назад, пересекая временные сухопутные мосты, прежде чем оказаться в изоляции.
Исследователи обнаружили, что 34 ныне живущих вида ночных ящериц произошли по крайней мере от двух древних линий, начавшихся примерно 92 миллиона лет назад, и пережили границу К-Pg. В отличие от выживших среди птиц или млекопитающих, эти ящерицы сохранили стратегию жизни с относительно небольшими выводками.
Статистическая реконструкция показала, что самки предков производили около двух потомков за раз. Это число ограничено кладками из одного яйца у Cricosaura и более плодовитыми выводками у более крупных островных видов. Размер тела и плодовитость по-прежнему идут рука об руку по всей линии, что позволяет предположить, что более крупные выводки эволюционировали позже, возможно, в ответ на условия островной среды обитания.
Авторы утверждают, что выживание ночных ящериц во время массового вымирания на границе мелового и палеогенового периодов опровергает предположения о том, какие черты защищают линии от уничтожения. Выживание не зависело от широких географических ареалов или больших выводков, качеств, часто приписываемых млекопитающим и птицам. Вместо этого ночные ящерицы, по-видимому, пересекли порог вымирания, занимая узкие ареалы обитания и производя только одного или двух потомков за репродуктивный цикл.
Из-за интенсивности К-Pg не может быть прямых ископаемых доказательств того, что меловые ночные ящерицы (или что-либо ещё) обитали в непосредственной близости от места удара. Вместо этого вывод о близости основан на реконструированных предковых ареалах в Северной и Центральной Америке и молекулярном датировании, помещающем их общего предка в поздний меловой период. Вместе это является косвенным доказательством того, что они находились в первых рядах самых разрушительных событий в истории Земли.
Понимание выживания этих ящериц может помочь учёным спрогнозировать, какие виды способны пережить быстрые изменения окружающей среды, особенно в условиях ускорения текущего массового вымирания, вызванного деятельностью человека.