Cientistas anunciaram recentemente que uma nova extinção em massa começou na Terra: devido às atividades humanas, a taxa de extinção de espécies de vertebrados se aproximou do nível que era de 66 milhões de anos atrás, quando os dinossauros foram extintos. A flora e a fauna da Terra realmente mudaram como resultado de desastres? O impacto de um meteorito, aquecimento global, incêndios incineradores - ao contrário das crenças usuais, as leis da evolução são muito mais fortes do que cataclismos universais.
A história do nosso planeta guarda vestígios de vários grandes desastres que literalmente reformataram os sistemas ecológicos daquela época. Após cada extinção global, novas classes de seres vivos apareceram no cenário evolucionário, e apenas restos fossilizados dos anteriores permaneceram. Cientistas da A. A. Borisyak, da Academia Russa de Ciências, parece ter apalpado o mecanismo dessas mudanças. E os insetos os ajudaram nisso - uma das categorias de animais de maior sucesso, alguns dos quais são capazes de sobreviver mesmo perto do epicentro de uma explosão nuclear.
Apocalypse Alpha
As palavras "extinção global" geralmente trazem à mente a extinção dos dinossauros. Mas houve na história da Terra uma catástrofe de escala muito maior, conhecida pelos especialistas como a "Grande Extinção". Na fronteira dos períodos Permiano e Triássico, 252 milhões de anos atrás, 96% das espécies marinhas e mais de 70% das espécies de animais terrestres desapareceram como que por mágica. Nem antes nem depois em nosso planeta houve uma devastação em grande escala da biosfera.
As circunstâncias dessa tragédia são bem compreendidas e podem facilmente constituir a base de um blockbuster de Hollywood. Por que existe um filme - parece que foi a Grande Extinção que inspirou o autor de A Revelação de João o Teólogo, que descreveu em detalhes a morte de nossa própria civilização. Aqui estão apenas alguns dos fatores cuja combinação parece ter causado essa catástrofe épica.
No final do período Permiano, ao longo das vastas extensões da Sibéria, ocorreram explosões de magma de volumes fantásticos na superfície da Terra. Os campos de lava congelada, conhecidos como armadilhas siberianas, cobrem um total de dois milhões de quilômetros quadrados - a área da Groenlândia ou da Índia. O volume das rochas erupcionadas é estimado hoje em cerca de cinco milhões de quilômetros cúbicos. Claro, tal massa de lava aqueceu visivelmente a atmosfera da Terra, adicionando uma boa quantidade de gases de efeito estufa a ela, o que levou a um aquecimento ainda maior - global.
Rochas basálticas do planalto Putorana formadas por armadilhas
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Crédito da imagem Flickr xandreani
Na mesma época, um grande asteróide caiu no território da Antártica moderna, na Terra Wilkes, uma cratera da qual (500 quilômetros de diâmetro) ainda é visível. Observe que o diâmetro da cratera mexicana Chicxulub do meteorito, que é considerado um assassino de dinossauros, é de apenas 175 quilômetros.
Finalmente, um evento misterioso ocorreu no oceano, liberando enormes massas de metano - o componente mais importante dos gases de efeito estufa. Ou esse metano se acumulou por milhões de anos nas camadas inferiores da água, ou as arquéias do gênero Methanosarcina começaram a liberá-lo em massa, mas a composição da atmosfera terrestre mudou muito.
O resultado de todos esses problemas é uma versão de teste do Apocalipse: o céu foi coberto por um véu de poeira vulcânica, com a qual a poeira do impacto do asteróide foi misturada. O ar estava quente e seco, e o oceano se transformou em uma solução ácida, completamente inadequada para a vida da maioria de seus antigos habitantes.
Crise de diversidade
Poucas criaturas vivas são capazes de sobreviver em condições tão terríveis, acreditam muitos paleontólogos modernos. Portanto, a fauna estava morrendo em massa, e somente quando a atmosfera clareou, e a água do oceano de ácido tornou-se simplesmente salgada, as raras criaturas sobreviventes começaram um novo estágio de evolução. Mas, como se viu, esse esquema lógico e compreensível, infelizmente, não tem nada a ver com a realidade!
O paleontólogo russo, doutor em ciências biológicas, chefe do laboratório de artrópodes do Instituto Paleontológico, Alexander Pavlovich Rasnitsyn, estuda insetos dos períodos Permiano e Triássico há muitos anos. E de acordo com seus dados, verifica-se que realmente não houve uma Grande Extinção catastrófica.
A crise na fronteira do Permiano com o Triássico foi considerada tão profunda que o famoso paleontólogo britânico Michael Benton chegou a publicar um livro chamado "When Life Almost Died". Outro cientista, Jack Sepkoski, da Universidade de Chicago, apresentou um gráfico em um de seus trabalhos que mostra como o aumento da diversidade animal é gradualmente substituído por um número relativamente estável de espécies e profundas e acentuadas quedas nas extinções. E os cientistas russos descobriram que há algum declínio na fronteira do Permiano com o Triássico, mas longo e não tão profundo como descrito por Sepkowski. Este mergulho no Permiano e no Triássico, muito longo, durou mais da metade do período Permiano - dezenas de milhões de anos.
Diversidade de espécies dos três principais tipos de fauna marinha fanerozóica: cambriana, paleozóica, moderna
Gráfico: J. John Sepkoski, Jr. / Contribuições para a zoologia
Para entender mais detalhadamente os eventos daquela época distante, Rasnitsyn e seus colegas aplicaram sua própria metodologia. Eles trabalham no nível familiar, porque os insetos não têm ordens suficientes, mas existem muitos gêneros e, o mais importante, eles têm vida muito curta. Como resultado, uma curva foi construída com base em vários indicadores, o mais importante dos quais são os primeiros e últimos achados de representantes de famílias específicas. O aparecimento no registro geológico e o desaparecimento dele foram interpretados como ocorrência e extinção. Descobriu-se que o número total de famílias (ou seja, a diversidade real da fauna) diminui muito lentamente ao longo de todo o Permiano Médio e Superior, não refletindo nenhuma extinção brusca. No Triássico Inferior, praticamente não há insetos, mas o problema éque no Triássico Médio e Superior reaparece uma parte muito significativa das famílias do Paleozóico. “Isto é, sobre a extinção - esta não é a história,” Rasnitsyn observa.
E uma coisa absolutamente notável - a extinção do final do Permiano é tradicionalmente associada às armadilhas da Sibéria, com o derramamento de uma quantidade colossal de matéria magmática na Sibéria. Argumenta-se que a liberação de uma enorme quantidade de gases, a queima de carvões e turfa acumulados e outros eventos dramáticos transformaram o planeta em uma câmara de gás perfeita. Mas o fato é que os derramamentos de lava de Tunguska não foram simultâneos e, a partir das camadas sedimentares intertrappeanas (por exemplo, de Tunguska e Babi Kamen em Kuzbass), uma variedade de insetos e plantas são conhecidos. Ou seja, esses campos de lava não destruíram a biosfera - pelo menos a flora e a entomofauna.
Então, o que aconteceu neste caso com a variedade de insetos enquanto o resto da fauna estava globalmente extinta?
“A intensidade de extinção dos insetos no Permiano Médio-Superior, no auge da Grande Extinção, congela no mesmo nível. Mas, ao mesmo tempo, o aparecimento de novas famílias é drasticamente reduzido. Acontece que a diminuição da diversidade não se deve a um aumento da extinção, mas sim a uma diminuição da taxa de emergência de novas famílias, sendo este parâmetro que determina toda a dinâmica da diversidade nos insetos. Ou seja, a extinção, que depende principalmente de fatores externos - vulcanismo, armadilhas, asteróides - em intervalos de tempo grandes e mais interessantes acaba sendo um valor constante, e a dinâmica da aparência varia, que é em grande parte determinada pelas propriedades internas dos organismos e os processos que ocorrem na biosfera. Esta é uma ideologia completamente diferente! - exclama o Dr. Rasnitsyn.
Alexander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Assim, estudos com insetos do Permiano e do Triássico mostram que não há necessidade de falar sobre qualquer extinção brusca provocada por uma catástrofe global. O declínio gradual e de longo prazo na diversidade dos insetos do Permiano lembra mais os últimos milhões de anos do período Cretáceo, quando o número de gêneros conhecidos de dinossauros diminuiu gradual e inexoravelmente de centenas no início do Cretáceo para 10-30 no final. A razão para esse empobrecimento da diversidade, pelo menos em insetos, é a estase evolutiva, quando novas famílias simplesmente param de aparecer, e as antigas continuam a viver como antes e morrem na mesma proporção.
A tragédia da perfeição
Mas como a evolução pode parar? Esta questão surgirá inevitavelmente para qualquer leitor que tenha dominado o curso escolar de biologia. Não se sabe o que Charles Darwin pensava sobre isso, mas os cientistas modernos acreditam que não apenas podem, mas em certos casos simplesmente devem fazê-lo.
“Se nos restringirmos exclusivamente à abordagem genética da evolução, no quadro da própria teoria sintética que é passada na escola, então criaturas nas quais a genética muda mais intensamente deveriam evoluir mais rápido do que outras: aquelas que se reproduzem mais rápido, têm uma população maior e uma fertilidade mais alta. Em outras palavras, bactérias. E as formas de reprodução maiores e mais lentas irão evoluir as mais lentas. Então, de fato, elefantes e baleias evoluem mais rápido, e os unicelulares evoluem mais lentamente. Tudo é exatamente o oposto”, diz Rasnitsyn.
Por que isso acontece? Os cientistas ainda não têm uma resposta exata, mas se não há dúvida sobre a correção da genética, então resta apenas uma coisa a assumir: as reservas de mudanças em elefantes e baleias fornecidas pela genética são suficientes para garantir a evolução mais rápida. Mas para outros, a evolução é de alguma forma inibida e não prossegue, ou não prossegue a toda velocidade. A questão é o que está impedindo a evolução. Rasnitsyn propôs o conceito de um compromisso adaptativo baseado no fato de que se tudo no corpo está coordenado e harmonioso, então é muito difícil mudar uma coisa sem afetar outros parâmetros de acordo com as regras correlativas. E as mudanças correlativas quase sempre serão não adaptativas e, portanto, prejudiciais.
Insetos permianos
Para que a evolução prossiga em tal situação, é necessária uma organização bem equilibrada de um ser vivo. Um simples endurecimento das condições levará à sua extinção, e um amolecimento só causará um aumento da reprodução, um aumento da mortalidade dependente da densidade e a restauração de todo o sistema no mesmo nível. Aparentemente, superar o compromisso adaptativo é possível sob alguma mudança unilateral nas condições, quando na verdade apenas algumas das funções estão sujeitas ao controle adaptativo. Por exemplo, um organismo se encontra em uma ilha onde não há predadores ou parasitas perigosos para ele, e todo o problema se resume em aprender a comer o que está ali. Aliás, é bem sabido que é nas ilhas que ocorre frequentemente a evolução rápida e que os animais assumem formas grotescas. Portanto, a evolução ocorre quando tais condições desequilibradas surgem,ao entrar em um novo nicho ecológico. Com o tempo, ela criará novamente uma criatura completamente equilibrada, após a qual a estase evolutiva virá novamente. O que acontecerá se na fauna todos os seus componentes atingirem uma perfeição muito elevada, um compromisso poderoso, por assim dizer, estagnarem em sua perfeição? Então, quando as condições mudarem, eles simplesmente morrerão - até que o habitat se torne livre, até que as condições se suavizem, o controle adaptativo diminua e a evolução se torne mais fácil. Vemos tudo isso no exemplo dos insetos paleozóicos.ossificar em sua perfeição? Então, quando as condições mudarem, eles simplesmente morrerão - até que o habitat se torne livre, até que as condições se suavizem, o controle adaptativo diminua e a evolução se torne mais fácil. Vemos tudo isso no exemplo dos insetos paleozóicos.ossificar em sua perfeição? Então, quando as condições mudarem, eles simplesmente morrerão - até que o habitat se torne livre, até que as condições se suavizem, o controle adaptativo diminua e a evolução se torne mais fácil. Vemos tudo isso no exemplo dos insetos paleozóicos.
“O extrato de nossa pesquisa é que os insetos não tiveram extinções em massa e a dinâmica de sua diversidade é determinada pela dinâmica do surgimento de novos grupos, e não pela dinâmica da extinção. Em terra, o impacto e a escala da catástrofe Permiano-Triássica foram muito menores do que no mar, o que é completamente espantoso se considerarmos que as causas da catástrofe estão nas mudanças atmosféricas, impacto de asteróides e vulcanismo. E como nossa abordagem não foi aplicada a outros grupos de animais, não posso dizer que a situação dos insetos seja específica. O desenvolvimento da diversidade de insetos desde o Carbonífero até os dias atuais é muito semelhante a como a diversidade total de outros animais mudou durante este período. Portanto, não está de forma alguma excluído que essas tendências possam vir a ser universais, e a extinção Permiano-Triássica foi na verdade causada por fatores biológicos,e não por fatores geológicos”, resume Rasnitsyn.
Dmitry Samarin
