Все наземные позвоночные, в том числе и люди, произошли от рыб, однако долгое время оставалось загадкой, каким образом они стали доминирующим видом в морях. Новые исследования позволили авторам научной работы выдвинуть предположение, что причиной послужило вымирание, которое, возможно, было вызвано белыми ночами.
До ордовикско-силурийского вымирания, произошедшего две стадии около 443-445 миллионов лет назад, облик планеты существенно отличался от того, что наблюдалось в последующие геологические эпохи. Это проявлялось не только в том, что континенты, если оценивать по современным стандартам, казались почти лишенными жизни, с небольшим количеством членистоногих, появляющихся на побережье из моря, и растениями, подобными печеночным мхам, растущими на прибрежных скалах. Отличалось и состояние моря: в нем практически отсутствовали рыбы, подобные тем, что существуют в настоящее время.
В этом периоде господствовали существа, напоминающие современных миног и миксин. Отсутствие челюстей, что и отражено в их названии, компенсировалось приспособлением к питанию посредством присасывания круглым ртом. Эту фауну дополняли гигантские трилобиты, раковинные моллюски, морские скорпионы, достигавшие человеческих размеров, а также огромные наутилоидеи – активно плавающие хищники с заостренными раковинами, длина которых могла достигать пяти метров.
Сегодня среди позвоночных лишь немногочисленные круглоротые – всего несколько десятков видов, в то время как челюстноротых насчитывается около 70 тысяч. К ним относятся как костные, так и хрящевые рыбы (акулы и скаты), а также четвероногие – все наземные позвоночные, включая человека. Четвероногие также эволюционировали от рыб, поэтому изучение происхождения последних представляется весьма важным. Однако это сложная задача: останки древних рыб встречаются редко, поскольку они часто были небольшими и состояли из тканей, плохо поддающихся сохранению. В связи с этим, установить время, когда они начали вытеснять круглоротых, затруднительно, а значит, невозможно определить причины этого процесса.
Авторы новой работы, которую опубликовали в Science Advances, в попытке преодолеть этот недостаток, исследователи провели комплексный анализ всех известных находок челюстноротых, возраст которых не превышает 400 миллионов лет. В результате они установили, что причиной их эволюционного развития стало вымирание в позднем ордовике, несмотря на то, что оно первоначально оказало на них существенное негативное воздействие.
Ученые изучили видовое разнообразие как круглоротых, так и челюстноротых в период вымирания позднего ордовика. Начавшаяся 445 миллионов лет назад первая волна этого вымирания была связана с резким похолоданием: на территории Гондваны, расположенной в южном полушарии, сформировались обширные ледники. В результате мелководные прибрежные моря оказались осушенными, а морские организмы отступили в более глубокие водные пространства. Видовое разнообразие значительно уменьшилось, затрагивая как круглоротых, которые ранее составляли значительную долю видов, так и челюстноротых, количество которых оставалось относительно невеликим.
Около 443 миллиона лет назад произошла вторая волна вымирания, вызванная значительными изменениями климата. Она вновь привела к уменьшению видового разнообразия морских организмов, однако впоследствии, в течение нескольких миллионов лет, возникло множество различных групп челюстноротых – своеобразных, ранних рыб, в том числе акул. При этом в различных регионах эти виды демонстрировали существенные отличия. Это контрастирует с ситуацией, сложившейся после ордовикского вымирания, когда круглоротые и челюстноротые рыбы имели схожие характеристики во всем мировом океане.
Ученые считают, что изменения климата привели к распаду единой мировой морской экосистемы: сформированные морские экосистемы нередко оказывались изолированными из-за географических барьеров. Даже когда климат вновь стал теплым, и мелководные моря соединились с мировым океаном, расселение видов, возникших в различных регионах, происходило крайне медленно. По всей видимости, недавно появившиеся виды рыб демонстрировали невысокую подвижность в открытом океане или испытывали трудности с поиском достаточного количества пищи для распространения на значительные расстояния.
Несмотря на это, последовательность появления челюстноротых, наблюдаемая после вымирания, произошедшего 445–443 миллиона лет назад, свидетельствует о значительной роли этого события в быстром увеличении видового разнообразия рыб. Круглоротые не были немедленно и полностью вытеснены, однако тенденция к этому проявилась приблизительно 440 миллионов лет назад. Таким образом, господство рыб и их потомков – четвероногих – в наземных экосистемах следует исчислять от вымирания в позднем ордовике. Ранее Naked Science писал о том, что причиной того кризиса земной жизни могли стать своего рода «белые ночи» от обломков астероидов