Призрачные окаменелости указали на устойчивость нанопланктона к древним глобальным потеплениям

Палеонтологи изучили породы, которые сформировались в течение древних глобальных потеплений 94, 120 и 183 миллиона лет назад, и обнаружили многочисленные отпечатки скелетных элементов кокколитофорид — основного компонента нанопланктона. Эти отпечатки палеонтологи долгое время упускали из виду, поэтому авторы этого исследования назвали их «призрачными» окаменелостями. Ранее считалось, что закисление океана во время этих потеплений значительно снизило численность кокколитофорид. Исследование опубликовано в журнале Science.

Прогнозы о том, как на потепление климата будут реагировать морские организмы-кальцификаторы, которые строят твердые части тела из карбоната кальция, во многом основываются на палеонтологических данных. В истории нашей планеты известно несколько кризисов биокальцификации, которые были вызваны закислением океана из-за повышения концентрации углекислого газа в атмосфере. Признаками этих кризисов считаются уменьшение содержания карбоната кальция в породах и снижение разнообразия нанопланктона.

К нанопланктону относят организмы размером менее 0,05 миллиметра. Большую часть нанопланктона составляют одноклеточные водоросли из группы кокколитофорид. Клетки этих водорослей покрыты чешуйками из карбоната кальция — кокколитами. Остатки кокколитофорид — один из основных компонентов известняка, в том числе писчего мела.

Сэм Слейтер (Sam M. Slater) из Шведского музея естественной истории и его коллеги из Великобритании, Италии и Швеции решили подробно изучить породы, отложившиеся во время одного из самых серьезных кризисов биокальцификации — тоарского аноксического (бескислородного) события. В анализ были включены образцы тоарских пород из Великобритании, Германии, Японии и Новой Зеландии.

Тоарское аноксическое событие произошло 183 миллиона лет назад, когда из-за вулканической активности повысилась концентрация углекислого газа в атмосфере, что привело к глобальному потеплению, закислению океана и его аноксии. Аноксическое событие спровоцировало вымирание, которое затронуло многие группы морских организмов, в том числе и планктон.

Предыдущие исследования показали, что кокколитофориды значительно сократили численность во время этого кризиса. Однако Слейтер и его коллеги при помощи сканирующего электронного микроскопа обнаружили многочисленные отпечатки кокколитов на окаменелостях различных морских организмов (цистах динофлагеллят, празинофициевых водорослях, акритархах), на аморфном органическом веществе, а также на спорах и пыльце наземных растений. Сами кокколиты, скорее всего, растворились уже после захоронения.

О подобных отпечатках кокколитов изредка сообщали и раньше, но некоторые ученые считали, что сами кокколиты просто растворялись во время обработки породы в лаборатории. Однако команда Слейтера обнаружила отпечатки и на необработанных образцах породы. Палеонтологи назвали эти отпечатки, которые долгое время оставались без должного внимания, «призрачными» окаменелостями.

Команда Слейтера также исследовала породы, сформированные в течение аптского аноксического события (около 120 миллионов лет назад) и сеномано-туронского аноксического события (около 94 миллионов лет назад), уничтожившего ихтиозавров. И в этих породах ученые смогли найти «призрачные» окаменелости кокколитофорид.

Таким образом, кокколитофориды оказались устойчивы к изменениям климата. Это означает, что нанопланктон продолжал связывать углекислый газ и в долгосрочной перспективе способствовал прекращению аноксического события — однако в краткосрочной за счет обильного размножения и выделения токсических веществ мог, наоборот, благоприятствовать аноксии из-за эвтрофикации. Ученые считают, что необходимо пересмотреть и другие кризисы биокальцификации.

Слейтер и его коллеги оговаривают, что нужно осторожно проводить параллели с современным глобальным потеплением, так как скорость поглощения углерода океаном во время этих аноксических событий остается неизвестной.

Недавно палеонтологи выяснили, что древнее потепление под названием палеоцен-эоценовый термический максимум, которое произошло около 56 миллионов лет назад, не снизило разнообразие тропических рыб.

Семён Морозов