Масове вимирання запустило еволюцію щелепних риб

Палеонтологи з Окінавського інституту науки і технологій встановили зв'язок між давньою загадкою еволюції хребетних та масовим вимиранням наприкінці ордовицького періоду. Це вимирання, яке відбулося приблизно від 445 до 443 мільйонів років тому, запустило паралельні ендемічні радіації щелепних та безщелепних хребетних у ізольованих рефугіумах, змінивши ранню історію риб та їхніх родичів.

Більшість ліній хребетних вперше зафіксовані у викопному літописі середнього палеозою, значно пізніше їхнього кембрійського походження та ордовицьких подій біорізноманіття безхребетних. Цю затримку часто пояснювали поганим відбором зразків та довгими прогалинами у викопному літописі. Натомість дослідники Вахей Хагівара та Лорен Саллан припускають, що масове вимирання наприкінці ордовику фундаментально реорганізувало екосистеми хребетних.

Використовуючи нові глобальні бази даних про палеозойські знахідки хребетних, їхню біогеографію та екосистеми, вчені виявили, що ця катастрофа збіглася зі зникненням поширених конодонтів, вимерлих морських безщелепних хребетних, а також втратами серед ранніх щелепних хребетних та пелагічних безхребетних.

Після вимирання в екосистемах з'явилися перші чіткі свідчення більшості основних ліній хребетних палеозойської епохи риб. «Хоча ми не знаємо остаточних причин цього вимирання, ми точно знаємо, що існував чіткий період до і після події. Викопний літопис це показує», зазначила професорка Саллан.

Дослідники об'єднали 200 років палеонтологічних даних пізнього ордовику та раннього силуру, створивши нову базу викопного літопису, яка допомогла реконструювати екосистеми рефугіумів. Це дозволило кількісно оцінити різноманітність періоду на рівні родів, показавши, як вимирання призвело до поступового, але драматичного збільшення біорізноманіття щелепних хребетних.

Саме вимирання відбувалося двома хвилями протягом періоду, позначеного тривалими глобальними коливаннями температури, змінами хімічного складу океану, раптовим полярним зледенінням та коливаннями рівня моря. Ці зміни спустошили морські екосистеми та створили післявимирання прогалину з низьким біорізноманіттям, яка тривала до найраннішого силуру.

Вчені підтвердили раніше запропонований інтервал відсутності різноманітності хребетних, відомий як прогалина Таліма. Протягом цього часу глобальне багатство залишалося дуже низьким, а фауна складалася майже повністю з ізольованих мікроскам'янілостей.

Відновлення було повільним. Силурійський період включав 23-мільйонний інтервал відновлення, протягом якого лінії хребетних диверсифікувалися поступово та періодично. Замість швидкого поширення через стародавні океани ранні щелепні хребетні, схоже, еволюціонували в ізоляції.

Науковці виявили високий рівень ендемізму у щелепних хребетних з самого початку силуру, з диверсифікацією в специфічних, довготривалих рефугіумах вимирання. Одним із таких рефугіумів був Південний Китай, де у викопному літописі з'являються найраніші чіткі свідчення щелеп. Ці ранні щелепні хребетні залишалися географічно обмеженими протягом мільйонів років.

«У тому, що зараз є Південним Китаєм, ми бачимо перші повні скам'янілості щелепних риб, які безпосередньо пов'язані з сучасними акулами», розповів доктор Хагівара. Вони концентрувалися в цих стабільних рефугіумах протягом мільйонів років, поки не еволюціонували здатність перетинати відкритий океан до інших екосистем.