Вымирания организмов

Изменения фаун делятся на две группы: зависимые от изменения плотности и независимые от нее.
А. Под зависимыми от плотности изменениями разнообразия понимают изменения, в которых разнообразие является функцией количества уже существующих особей или таксонов. Например, зависимые от плотности изменения обычно происходят в тех случаях, когда область обитания изменяется по размеру, так как последняя контролирует размер популяции. Чем больше эта область, тем больше популяций (и таксонов), которые могут существовать за счет ресурсов области.

Б. Под независимыми от плотности изменениями разнообразия понимают изменения, которые не зависят от количества особей или таксонов. Такие изменения происходят тогда, когда определенные факторы воздействуют в целом на популяцию. Имеются в виду, например, гипотетические эффекты сверхновых звезд, инверсий магнитного поля Земли, химического отравления моря и другие «специфические события», убивающие особей и виды независимо от их численности. Общим для всех объяснений независимых от плотности изменений разнообразия является то, что специфическая причина (иногда внешняя, иногда внутренняя) буквально принуждает особи или виды к вымиранию.

Вымирания фаун: изменения температуры, изменения в химическом составе океана, эффекты изменений в области обитания.

I. Предполагалось, что температура была причиной отсутствия многоклеточных до позднего докембрия. Давайте допустим на время возможность, что в течение ранней и промежуточной стадий истории Земли существовал экстремально высокий температурный режим (от 50 до 60 °С). Как указывалось выше, многоклеточные с высокой степенью сложности организма (остракоды из типа членистоногих) размножаются в горячих источниках с постоянной температурой 50 °С. Прокариоты существуют в природных горячих источниках с температурой до 100 °С, пока вода сохраняется в жидком виде. Так что, поскольку данная обстановка благоприятна для обитания, неизвестна причина, по которой некоторые эукариотные организмы не могли бы адаптироваться к условиям высокой температуры.

Этот отрицательный пример показывает, что повсеместная высокая температура до 50 °С сама по себе, по-видимому, не была причиной отсутствия многоклеточных до рубежа, на котором они появились, так как многоклеточные могут существовать и действительно существуют при таких условиях.

Предполагалось, что происходившие в природе изменения температуры были косвенной или непосредственной причиной вымирания . Этот аргумент обычно встречается тогда, когда, с одной стороны, заметны фаунистические изменения, а с другой — предполагается или наблюдается «резкое» изменение температуры. Например, по отношению к границе эоцена и олигоцена изотопно-кислородные данные указывают на сильное и резкое понижение температуры поверхностных и глубинных вод около этой границы, совпадающее с глобальным кризисом океанского планктона. Очень резкое понижение температуры глубинных вод вызвало обширный кризис глубоководной бентосной фауны, повлиявший как на остракод, так и на бентосных фораминифер».

Давайте рассмотрим это требование связи между изменением температуры и вымиранием фауны. Несомненно, резким понижением температуры было бы ее изменение на 10 °С в течение миллиона лет. И все-таки это — только изменение на 1 °С в течение 100000 лет, полностью соответствующее адаптивным способностям любого вида, который когда-либо изучался, а возможно, и любого вида, существующего сейчас или существовавшего в прошлом. Период времени 100 000 лет соответствует смене от 50000 до 100000 поколений почти всех видов, о которых идет речь. Однако, для того чтобы приспособиться к гораздо более суровым условиям существования, требуется только около 10 поколений. Даже если произошло изменение на 10 °С всего за 10000 лет, это составляет только 1 °С на каждую тысячу лет — опять тривиально слабое изменение температуры для природных популяций рассматриваемых организмов. Для сравнения можем заметить, что растения и животные в канале Кейп-Код (к северу от Вудс-Хола) поздним летом подвергаются изменению температуры на 10 °С: в течение получаса вода с температурой 22 °С на одном конце канала длиной 36 км сменяется водой с температурой 12 °С, пришедшей с другого конца канала, и наоборот 12,5 ч спустя. Фауна и флора канала представляют собой обильную смесь как северных, так и южных видов. Сейчас хорошо известно также, что глубоководные виды, обитающие в наиболее стабильной среде, которая только существует на Земле, генетически столь же изменчивы, как и мелководные виды, а может быть, даже и более. Существует достаточная генетическая изменчивость для приспособления к любому широко распространенному режиму обитания, который существовал на Земле.

Температура, как и кислород, соленость или любой другой независимый от плотности фактор среды, просто обеспечивает фон, на котором действуют важные причины вымирания — те, которые зависят от плотности.

II. Многие считают, что уменьшение солености обусловило массовые вымирания в перми. В течение поздней перми вымерла примерно половина семейств морских организмов. Этот химический механизм вымирания видов не зависит от количества организмов и основан на врожденном свойстве.

Однажды было проведено сравнение между изменениями разнообразия в эстуариях и предполагавшимися изменениями разнообразия, если бы весь океан имел такую же низкую соленость, как в эстуариях. Однако океан не является эстуарием с точки зрения неустойчивости во времени — наиболее важного фактора ограничения разнообразия в эстуариях. Просто условия в эстуариях недостаточно стабильны, чтобы обеспечить детальную морфологическую и физиологическую адаптацию того типа, которая обычно существует в физиологически стабильных пресноводных и морских условиях. Сравнение изменений разнообразия в неустойчивой во времени и в пространстве ситуации, существующей от одного конца эстуария до другого, с медлительностью и обширностью изменения, которое должно сопровождать любое изменение океана, является ошибкой. Быстрое изменение солености океана должно составить ± 5 %0 в миллион лет. Это всего-навсего 1 %0 в 200000 лет, что соответствует смене примерно 200000 поколений. При изучении селекции в лабораториях каждый месяц осуществляются гораздо более масштабные адаптации. Я полагаю, что нет причины, которая помешала бы адаптации организма к изменению солености примерно от 40 до 25 %0 при условии достаточно медленного изменения (относительно продолжительности жизни особи). Многие виды, продолжительность жизни особей у которых составляет от 0,1 до 100 лет, живут в процессе изменения солености на 1 — 3,5 %0 в течение от 103 до 106—107 лет без каких-либо наблюдаемых неблагоприятных последствий.
Объяснения вымирания животных за счет изменения температуры или солености полностью потеряли научную основу с открытием огромной генетической изменчивости организмов из всех сред обитания.