Эволюция корней деревьев могла привести к массовым вымираниям

Согласно исследованию, проведенному учеными из IUPUI вместе с коллегами из Соединенного Королевства, эволюция корней деревьев, возможно, вызвала серию массовых вымираний, которые потрясли океаны Земли в девонский период более 300 миллионов лет назад.

Доказательства этого нового взгляда на удивительно нестабильный период в предыстории Земли приводятся в Бюллетене GSA. Исследование проводилось Габриэлем Филиппелли, профессором наук о Земле в Школе наук при IUPUI, и Мэтью Смартом, доктором философии.

«Наш анализ показывает, что эволюция корней деревьев, вероятно, затопила прошлые океаны избытком питательных веществ, вызвав массовый рост водорослей, — делится Филиппелли. — Это быстрое и разрушительное цветение водорослей истощило бы большую часть кислорода в океанах, вызвав катастрофические события массового вымирания».

Девонский период, который произошел 419-358 миллионов лет назад, до эволюции жизни на суше, известен массовыми вымираниями, во время которых, по оценкам, погибло почти 70% всей жизни на Земле.

Процесс, описанный в исследовании, известный с научной точки зрения как эвтрофикация, удивительно похож на современное, хотя и менее масштабное явление, которое в настоящее время подпитывает обширные «мертвые зоны» в Великих озерах и Мексиканском заливе, поскольку избыток питательных веществ из удобрений и других сельскохозяйственных стоков вызывает массовое цветение водорослей, которые поглощают всю водукислород.

Разница в том, что эти прошлые события, вероятно, были вызваны корнями деревьев, которые вытягивали питательные вещества из земли во время роста, а затем резко сбрасывали их в воду Земли во время разложения.

По словам Филиппелли, теория основана на сочетании новых и существующих доказательств.

Основываясь на химическом анализе отложений камней с древних озер, остатки которых сохранились по всему миру, включая образцы, использованные в исследовании, с участков в Гренландии и у северо—восточного побережья Шотландии, исследователи смогли подтвердить ранее выявленные циклы повышения и понижения уровня фосфора, химического элемента, обнаруженного вво всей жизни на Земле.

Они также смогли идентифицировать влажные и сухие циклы на основе признаков «выветривания» — или образования почвы — вызванного ростом корней, причем большее выветривание указывает на влажные циклы с большим количеством корней, а меньшее выветривание указывает на сухие циклы с меньшим количеством корней.

Наиболее важно то, что команда обнаружила, что засушливые циклы совпадали с более высоким уровнем фосфора, предполагая, что отмирающие корни выделяли свои питательные вещества в воду планеты в это время.

«Нелегко заглянуть на 370 миллионов лет в прошлое. Но у камней долгая память, и на Земле все еще есть места, где вы можете использовать химию как микроскоп, чтобы раскрыть тайны древнего мира», — подчеркивают исследователи.

В свете циклов фосфора, происходящих одновременно с эволюцией первых корней деревьев — особенностью археоптериса, также первого растения, у которого выросли листья и которое достигло высоты 30 футов, — специалисты смогли точно определить распад корней деревьев в качестве главного подозреваемого в событиях исчезновения в девонский период.

К счастью, сказал Филиппелли, современные деревья не наносят подобных разрушений, поскольку с тех пор природа разработала системы, позволяющие сбалансировать воздействие гниющей древесины. Глубина современной почвы также сохраняет больше питательных веществ по сравнению с тонким слоем грязи, который покрывал древнюю Землю.

Но динамика, выявленная в исследовании, проливает свет на другие новые угрозы жизни в океанах Земли. Авторы исследования отмечают, что другие выдвигали аргумент (как в Science в 2016 году), что загрязнение от удобрений, навоза и других органических отходов, таких как сточные воды, поставили океаны Земли на «грань бескислородия» или полного недостатка кислорода.

«Это новое понимание катастрофических результатов природных явлений в древнем мире может служить предупреждением о последствиях аналогичных условий, возникающих в результате деятельности человека сегодня», — отметил Филлипелли.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Джон Маршалл, Университет Саутгемптона

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Депутат Бессараб: при средней зарплате в 75 тыс. рублей пенсия составит 30 тыс.

9 Работник, получающий среднюю зарплату в России — 75 тысяч рублей, может рассчитывать на пенсию …