Dydis yra svarbu: maži žinduoliai — graužikai ir smulkūs plėšrūnai — branduolinę žiemą išvėrė kur kas sėkmingiau , nei gigantiški driežai

Žinduolių atžvilgiu, kreidos periodo pabaigos katastrofa buvo tiesiog prasto oro sezonas. Tai nereiškia, kad žinduoliai nenukentėjo — kaip ir dauguma gyvūnų, jie patyrė siaubingus nuostolius. Daugelis jų grupių išmirė. Tačiau visi žinome mūsų pasaulio sukūrimo mitą: mūsų protėviai pakilo iš dinozaurų pelenų nelyg feniksai.

Nepaukštinius dinozaurus išnaikinęs kreidos-terciaro visuotinis išmirimas (K-Т išnykimas) įvyko prieš maždaug 66 milijonus metų. Tėvas ir sūnus dr. Luisas Alvarezas ir dr. Walteris Alvarezas vadovavo geologų komandai, aptikusiai šį geologinį periodą žymintį dirvos sluoksnį.

Visata nubrėžė iridinę žymę: dabar gyvybė bus kitokia. Iridis, kurio atominis numeris 77 — mūsų planetoje retas elementas, jo yra asteroiduose. Jo gausa kreidos-terciaro nuosėdose kėlė mintį, kad vienas toks nukrito į Žemę.

1980 metais Alvarezai iškėlė hipotezę, kad toks įvykis turėjo palikti pėdsakus visoje planetoje. Išsilydžiusių uolienų sferulės ir „sukrėstas“ kvarcas tuose pačiuose sluoksniuose jų išvadas patvirtino. Teliko rasti kraterį. Dešimtmečius trukusios paieškos atvedė prie Meksikos šiaurinės pakrantės. Nors susidūrimas buvo toks galingas, kad sunaikino beveik tris ketvirtadalius rūšių, rasti jo pėdsakus buvo nelengva, nes jis pataikė į patį Meksikos įlankos kraštą. Pusė įkalčių glūdėjo po vandeniu. Tačiau tai, ką mokslininkai visgi rado, atitiko smūginio kraterio dydžio vertinimus.

Atstumas nuo vieno kraterio krašto iki kito yra apie 180 kilometrų, jei per diametrą būtų nutiestas geras kelias, tektų važiuoti porą valandų. Krateris buvo pavadintas dabar beveik jo epicentre stovinčio Chicxulubo miesto garbei. Šios uolėtos išdaužos gylis – 20 kilometrų. Požeminėje jos struktūroje matomi uolienų žiedai: tai primena fotografiją, padarytą momentu, kai lašas nukrenta ant tvenkinio paviršiaus.

Kai kas lig šiol tvirtina, kad Chicxulubo kraterį sukūręs susidūrimas nebuvo masinio išmirimo priežastimi, tačiau įrodymai gan įtikimi — galima neabejoti, kad bet koks prisiekusiųjų teismas pateiks kaltinimąjį nuosprendį. Uolienų datavimas patvirtina asteroido kritimo laiką.

Tačiau katastrofą sukėlė ne vien asteroidas. Baigiantis kreidos periodui, jūrų lygis žemėjo, kas galėjo paspartinti natūralų išmirimą. Trapų išsiveržimai — panašūs į tuos, kurie, išsiveržę Sibire, permo periodo pabaigoje sunaikino beveik visą gyvybę, — užtvindė Indiją. Jie, be jokios abejonės, prisidėjo prie lokalaus išmirimo, o jų išskirtos dujos — prie globalaus klimato pasikeitimo. Kai įvyko K-T išmirimas, gyvybei Žemėje jau ir be to buvo nelengva.

Chicxulubo kraterį suformavęs asteroidas buvo sulig nedidele sala. Įsivaizduokite, kad į dangaus krenta dalis Havajų archipelago arba Skajus. Smūgis buvo kelis milijardus kartų galingesnis už Hirošimos ir Nagasakio bombardavimą. Žemės drebėjimas, galingesnis už bet kurį žmonijos istorijoje užregistruotą, privertė Žemę virpėti. Smūginė karščio banga šimtų mylių spinduliu visa kas gyva pavertė pelenais. Vėjo gūsiai sunaikino miškus iki 1000 kilometrų atstumu.

Asteroido kritimo vieta buvo ko ne blogiausia iš įmanomų, pramušti Žemę kiaurai. Nukritęs į seklumą, asteroidas išstūmė tiek vandens, kad sukėlė ne mažiau nei 100 metrų aukščio cunamį — kai kuriais vertinimais, jis buvo beveik 1500 metrų. Ši vandens siena pakilo virš Šiaurės Amerikos pakrantės ir nusirito gilyn kaip skystas plentvolis. Šioje Atlanto vandenyno pusėje nedidelis cunamis užgriuvo Europos ir Afrikos kranto liniją; nors epicentras toli, banga vis viena buvo sulig triaukščiu namu.

Meksikos įlankos pakrantėse daug gipso [CaSO₄·2H₂O], kuriame daug sieros. Nuo smūgio visa tai išgaravo, į atmosferą pakilo išsilydžiusių uolienų garai ir kelias valandas lijo ugniniu lietumi. Pusei planetos gyvybės iš karto kilo pavojus, milijardai mirė pirmą dieną. Lyginant su tada Meksikos įlankos pakrantes deginusiais gaisrais, dabartiniai miškų gaisrai atrodo kaip nekalti barbekiu vakarėliai.

Į atmosferą pakeltas dulkes oro srautai suko po visą planetą, kol jų dusinančiuose gniaužtuose neatsidūrė visa gyvybė. Saulė kasdien tekėjo kaip ir visada, tačiau per tankią dulkių uždangą prasiskverbdavo vos pusė jos šviesos. Daugiau nei metus išlikusieji matė, kaip tamsą keičia prieblanda.

Ore atsidūrusi siera jungėsi su vandeniu, sudarydama sieros rūgštį, kurios lietus išdegindavo viršutinį dirvos sluoksnį. Tai pakenkė netgi tie toli nuo smūgio vietos gyvenusiems žolėdžiams. Prasidėjo ilgametė branduolinė žiema. Staigus paviršiaus temperatūros pokytis sukėlė audras, kurios užgriūdavo išgyvenusiuosius. Mėsėdžiai dar kiek išsilaikė, puldami žolėdžius ir maitindamiesi nugaišusiais gyvūnais, tačiau tokių atsargų užteko neilgam. Sudėtingos kreidos periodo maisto grandinės nutrūko, teliko ekosistemų kontūrai.

 

Jei asteroidas būtų nukritęs keliomis valandomis vėliau, viskas būtų susiklostę kitaip. Žemei pasisukus, asteroidas būtų susidūręs su Ramiuoju ar jaunu Atlanto vandenynu. Nors smūgis būtų išstūmęs daugiau vandens, didžiąją smūgio dalį būtų jūrų gelmės. Į atmosferą būtų patekę mažiau uolienų ir mažiau sieros, ir ilgalaikė žala būtų mažesnė. Galbūt nepaukštiniai dinozaurai būtų išlikę.

Kreidos-terciaro išmirimą išgyveno nedaug stambesnių už labradorus gyvūnų. Nedidelis populiacijos individų dydis po masinio išmirimo vadinamas liliputų efektu. Stambesni gyvūnai nuo kataklizmų nukenčia ypač stipriai, nes nebegali surasti išteklių išgyvenimui. Be to, jie pernelyg lėtai dauginasi, kad galėtų atstatyti populiaciją. Išgyvenusiems buvo kur kas naudingiau turėti mažesnę kūno masę, nes jam energijos reikia mažiau.

K-T riba tapo dinozaurų giljotinos geležte. Požymių, kad kokie nors nepaukštiniai dinozaurai susidūrimą išgyveno – nedaug. O jei kam ir pavyko, jie buvo tie, ką paleontologai vadina „vaikščiojančia mirusia rūšimi“: jie dar galėjo kažkiek išsilaikyti, bet viskas baigėsi apverktinai. Pirmosios paukščių grupės, atsiradusios po katastrofos, pranyko, kaip ir daugelis kreidos periodo šiuolaikinių grupių protėvių. Gal tai jus nustebins, tačiau masinį išmirimą pergyveno ančių, kurapkų ir kai kurių bėgiojančių paukščių, tokių, kaip emu, protėviai, — jie drauge žengė naujojon eron.

Pterozaurai buvo išstumti jau kreidos periodo gale. Teliko nedaugelis, tarp kurių ir žirafų formomis pasižymėję gigantai aždarchidai. Buvo keliama hipotezė, kad pterozaurus iš daugumos nišų išstūmė nenumaldomai įvairėjantys paukščiai, — istorija iš esmės tokia pati, kaip Tritylodontidus pakeitė Multituberculata ankstesniame skyriuje. Tačiau titaniškus aždarchidus asteroidas pražudė.

Tačiau mažas dydis išgelbėjo toli gražu ne visus — išmirė daug driežų ir amfibijų grupių. Ir, žinoma, ši katastrofa stipriai smogė ir žinduoliams. Vislūs multituberkuliniai žinduoliai vos išsilaikė tokiose vietose, kaip Azija, kaip metaterijai, grupė, kuriai priklauso ir sterbliniai žinduoliai.

Nuo smūgio smarkiai nukentėjo augalai, kaip ir nuo jų priklausantys vabzdžiai. Dulkės ir dujos blokavo šviesą, lapai vargiai vykdė fotosintezę ir masiškai žuvo. Kreidos-terciaro nuogulų sluoksnyje užfiksuotas staigus grybelių sporų pagausėjimas liudija buvus visuotinį irimą, kaip buvo ir permo periodo išmirimo metu. Bitės nukentėjo dėl maisto šaltinių sumažėjimo, daugelis jų rūšių išnyko. Vandenyje kliuvo ir krokodilams, o jūrinės reptilijos ir kiti organizmai smarkiai nukentėjo arba visai išnyko. Amonitai — turbūt labiausiai atpažįstamos ir dažniausiai renkamos fosilijos planetoje — iš mūsų jūrų išnyko visiems laikams, atminčiai palikę nesuskaičiuojamą daugybę tuščių spirališkų geldelių.

Nežinome tiksliai, kada paskutinis šių grupių atstovas mirė dėl Signor-Lipps sindromo (ne, tai ne sceninis italų pornožvaigždės pseudonimas, o paleontologinis principas pavadintas jį pasiūliusių tyrėjų Philip W. Signor ir Jere H. Lipps garbei). Pagal šį principą, niekada nesužinosime, kada atsirado ar išnyko kokia nors rūšis, nes niekada nerasime pačio pirmojo ar paties paskutiniojo rūšies atstovo fosilijos. Galime sužinoti tik minimalų ar maksimalų diapazoną, ribojantį vienos ar kitos rūšies egzistavimą.

Kai kuriais vertinimais, masinis išmirimas tęsėsi nuo kelių šimtų metų iki kelių tūkstantmečių. Kai kas kalba apie dešimtis tūkstančių metų. Geologijos sistemoje, tai – kameros blykstė.

Gyvybė atsikūrė skirtingai, nelygu vieta. Kolorade atlikti tyrimai rodo, kad ekosistemos pradėjo atsikurti per pusmilijonį metų. Keturis milijonus metų atsikūrė lapais mintantys vabzdžiai, pavyzdžiui, Patagonijoje. Pasikeitė skruzdžių ir termitų reikšmė, jie klestėjo, kaip ir plaštakės. Gaubtasėkliai augalai atsigavo greitai. Jie davė pradžią naujoms vaisių rūšims ir dauginosi, kai alkani žinduoliai ir paukščiai išnešiojo jų sėklas.

Gyvūnai lindo laukan, markstydamiesi nuo Saulės šviesos, pasirengę susigrąžinti ištuštėjusias žemes. Dulkėms nusėdus, pirmieji pasirodė euterijai. Antroje mezozojaus pusėje ši grupė tebuvo atsarginiai žaidėjai. Tačiau jų spartus atsikūrimas paleogene paveikė pačią gyvybę Žemėje. Atėjo metas pradėti „naują žinduolių erą“.

⁕⁕⁕

Mes labai ilgai stengėmės išsiaiškinti, kaip žinduoliai dauginosi po K-T. Nors veikiau esminis klausimas, kodėl pūkuoti mūsų protėviai to nepadarė anksčiau. Kas mus tiek milijonų metų laikė užkulisiuose? Ilgai manyta, kad mums pasireikšti trukdė dinozaurai. Maždaug tai fosilijų metraštis ir bylojo, tačiau iki XX amžiaus galo tai patvirtinančių patikimų duomenų buvo mažai. Mokslininkai kreipėsi į skaičius.

2013 metais atliktas tyrimas patikrino visų įmanomų parametrų duomenis. Graeme'as Slateris tyrė žinduolių tipo kūno masės kitimo greitį ir pobūdį per mezozojų ir kainozojų. Sudaręs žinduolių grupių fenotipo (stebimų organizmo charakteristikų) kitimo grafiką, Slateris palygino savo duomenis su įvairiais evoliucinių scenarijų dėsningumais.

• Pirmasis toks scenarijus — iš esmės chaotiškas Brauno judėjimas. Tokį scenarijų išvystume, jeigu žinduoliams niekas netrukdytų keisti savo kūno dydžio.
• Pagal antrą scenarijų tariama, kad žinduoliai visą laiką judėjo į priekį. Jeigu jų vystymasis būtų vykęs tokia kryptimi, būtų matoma aiški tendencija, pradedant nuo smulkių triaso formų, nepaliaujamai keičiančių savo kūno dydžių diapazoną.
• Trečiasis scenarijus vadinamas Ornsteino-Uhlenbecko procesu: jeigu žinduoliai evoliucionavo pagal šią schemą, tai grafiko duomenys kistų nedaug, nelabai nutoldami nuo „optimumo“. Kitaip tariant, žinduoliai būtų apriboti tam tikrų dydžių ribomis.

Slateris pažymėjo, kad mezozojaus žinduoliai bendrai vadovavosi Ornsteino-Uhlenbecko modeliu. Tačiau po K-T scenarijus netikėtai pasikeitė į Brauno judėjimo. Toks netikėtas pokytis geriausiai paaiškinamas išsilaisvinimu po K-T išmirimo. Kitaip tariant, žinduoliai buvo apriboti, tačiau paskui perėjo vadinamąjį adaptyviosios radiacijos procesą, prasidėjusį prieš 66 milijonus metų.

Šis tyrimas pateikė kiekybinius duomenis seniai įsigalėjusios paradigmos: žinduoliai buvo apriboti dinozaurų laikais ir jų išnykimas paleogeno pradžioje sukėlė laipsniškus pokyčius, leidusius žinduoliams užimti atsilaisvinusias nišas. Nors tyrimas bendrą žinduolių matmenų evoliucijos vaizdą patvirtino, jis nenustatė mezozojaus apribojimų priežasties. Nors, atrodytų, kas gi dar galėjo stovėti jų kelyje, jei ne niekšai dinozaurai?

Visada maniau, kad žinduolių priespaudos istorija pernelyg supaprastinta. Pirmieji šio klišė įtrūkimai pasirodė, suvokus, kad žinduoliai ne slėpėsi nuo dinozaurų tamsoje, o taip lengvai prie jos prisitaikė, kad tai paveikė jų smegenis ir jutimo organus. Naujas atradimas pakeitė įsivaizdavimą to, ką pirmieji žinduoliai veikė savo juros periodo ekosistemose.

Neseniai mes su kolegomis dar kartą peržiūrėjome žinduolių evoliucinius dėsningumus, pradedant nuo triaso periodo ir atsižvelgdami į evoliucinius apribojimus, su kuriais jie susidūrė mezozojuje. Savo analizėje išskyrėme tris grupes: mamaliaformai (tokie, kaip Morganukodonai ir Dokodontai); pirmieji „tikri“ žinduoliai (tokie, kaip Multituberkuliniai ir Gobikonodontai); o paskui Theria arba šiuolaikiniai žinduoliai. Kaip stipriai keitėsi kiekvienos grupės fenotipas?

Rezultatai pasirodė esantys, švelniai tariant, įdomūs. Didžiąją mezozojaus dalį įvairiausi buvo mamaliaformai ir ankstyvosios žinduolių atšakos, o visai ne terijos. Šios grupės dar ilgai užėmė naujas nišas kreidos periode. Tuo tarpu terijos iki K-T išmirimo liko beveik nepastebėtos, slampinėjo užkulisiuose, pasitenkindamos antraeiliais vaidmenimis. Tad mūsų protėvius žabojo ne dinozaurai, o jų pačių broliai ir seserys-žinduoliai. Konkuruojančių grupių išmirimas buvo bent jau toks pat svarbus šiuolaikinių žinduolių atsiradimui — nereikia visų šunų vien ant reptilijų karstyti!

Kaip jau ne kartą matėme, kūno dydis yra svarbus. Tarp permo periodo synapsidų buvo pirmieji megažolėdžiai ir gigantiški plėšrūnai, pažymėję pirmąją „žinduolių erą“ daugiau, nei prieš 250 milijonų metų. Tačiau, nors iki triaso jie ir nusigavo, po permo išmirimo iki gigantiškų matmenų mezozojuje pirmosios išaugo reptilijos.

Galbūt jie buvo geri savo dydžiu, tačiau pažymėtina, kad dinozaurų evoliucijos kartkartėmis įvykdavo staigūs pokyčiai. Dėl to atsirado kelios labai stambios grupės ir kelios smulkesnės. Svarbiausi ir radikaliausi pokyčiai ištiko terapodus, ypač paukščių protėvius. Tik paukščių atšaka priartėjo prie miniatiūriškumo, kur karaliavo žinduoliai. Fiziologiniai pokyčiai paskatino kūno dangos (plunksnų) atsiradimą, kūno temperatūros padidėjimą ir palaikymą, o taip pat padidino aktyvumo lygį.

Primena žinduolių evoliuciją, tiesa? Gamta pajudėjo kita kryptimi, tačiau galutinis rezultatas toks pats. Manoma, kad toks požymių derinys padėjo paukščiams ir žinduoliams pergyventi masinio išmirimo branduolinę žiemą. Be to, abi grupės savo jaunikliais rūpinasi labiau, nei dauguma kitų keturkojų, taip palaikydamos kitą kartą.

Tikėtina, vaidmenį suvaidino ir gyvenamoji aplinka: žinduoliai, kurių gyveno pusiau vandenyje ar slėpėsi urvuose, blogiausių pasekmių sugebėjo išvengti. Nebūtų galima sutapimu vadinti to, kad su išmirimu susidorojo ir pakrantėse ar prie vandens gyvenę paukščiai.

Jeigu tikėsime negausiomis pačios paleogeno pradžios postkranijomis [skeletais be kaukolių], daugelis jų buvo neblogi rausėjai. Kasimas gelbsti ir dabartinių žinduolių gyvenimus: pavyzdžiui, kengūriniai šokliai (Dipodomys), su savo sudėtingais urvais ir maisto slėptuvėmis kuo ramiausiai gyvena šalia branduolinių poligonų Nevadoje, sugriovimų periferijoje.

Beasts Before Us: The Untold Story of Mammal Origins and Evolution, Elsa Panciroli (Bloomsbury Sigma, 2021)
Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих