Вымирание
Хотя на первый взгляд количество живых организмов на нашей планете может показаться весьма впечатляющим, нынешние виды - лишь крохотная часть, менее 1% биологического разнообразия, существовавшего в течение многих тысячелетий истории Земли. Большинство видов исчезали постепенно, но некоторые пропали относительно быстро в результате массовых вымираний.
Вымирание — естественный процесс. Учитывая, с какой скоростью виды вымирают сегодня в результате деятельности человека, об этом легко забыть. Но независимо от причины, если количество смертей за единицу времени превышает количество рождений, популяция обречена на вымирание. Официально вид считается вымершим со смертью последнего его представителя, но фактически популяцию можно считать вымершей задолго до этого, когда в ней остается слишком мало организмов для воспроизводства. По мере сокращения численности растет число близкородственных скрещиваний, генофонд беднеет и в нем остается слишком мало возможных вариантов. Генетически нездоровые организмы с меньшей вероятностью переживут естественный отбор, они начнут болеть и проигрывать в борьбе с конкурирующими видами.
Вымирание видов
Чем бы ни были вызваны изменения, в конечном итоге причина вымирания всегда одна и та же: вид не может приспособиться к изменившимся условиям среды. В результате миграции или деятельности человека на территории обитания могут появиться инвазивные виды. Может случиться засуха — либо естественным образом, либо как следствие антропогенного изменения климата. Среду обитания может изменить и косвенное воздействие, если важный для вида фактор исчезает из экосистемы: хищники лишаются добычи, паразиты — хозяев, растения — насекомых-опылителей. Вымирание может быть следствием видообразования: при разделении популяции на два вида «родительский» вид вымирает. Поскольку новые виды возникают постоянно, столь же постоянно вымирают прежние.
Впрочем, до конца XVIII века многие ученые полагали, что ископаемые останки принадлежат ныне живущим видам; другие просто верили, что Господь не позволит своим творениям полностью исчезнуть с лица земли: если вид не удавалось обнаружить, это просто значило, что он мигрировал и обитает ныне в другом месте. Первым доказательства вымирания представил в 1796 году анатом Жорж Кювье, описавший свои исследования ископаемых в докладе Французской академии наук. Он утверждал, что африканские и индийские слоны отличаются друг от друга, а мамонты и мастодонты Европы и Сибири — «потерянные виды». Кювье не верил в эволюцию — по крайней мере, в постепенное изменение видов с течением времени. Он считал, что новые виды появлялись в результате резких и неожиданных «революций», периодических катастроф, которые разом стирали с лица земли множество живых существ. Хотя насчет эволюции он заблуждался, относительно катастроф Кювье был совершенно прав.
Массовые вымирания
Большинство вымерших видов исчезли в результате постепенного, медленного вымирания, но иногда происходят катастрофы настолько глобальные, что они воздействуют на экосистему в масштабах всей планеты и уничтожают множество видов за относительно недолгое время. Палеонтологи различают пять событий, вызвавших падение биологического разнообразия столь катастрофическое, что их можно считать массовым вымиранием. «Большую пятерку» массовых вымираний определили в 1982 году американцы Дэвид Рауп и Джек Сепкоски, подсчитавшие темпы вымирания у 3300 семейств морских позвоночных и беспозвоночных. Возраст самых старых ископаемых животных — примерно 542 миллиона лет, после чего видовое разнообразие резко сокращалось пять раз. Самое масштабное вымирание, «великое вымирание», произошло в пермском периоде, примерно 252 миллиона лет назад, — единственный случай, когда даже леса и коралловые рифы практически исчезли, а общее видовое разнообразие сократилось в два раза. Последнее на данный момент массовое вымирание случилось в меловом периоде, 65 миллионов лет назад, когда вымерли последние динозавры, а общее разнообразие уменьшилось на 11%.
«Для эволюционного биолога игнорировать вымирание столь же безрассудно, как для демографа - игнорировать смертность» Дэвид Рауп
Массовые вымирания могут быть вызваны резкими изменениями климата, возникающими в результате воздействия внешних факторов, таких как падение метеоритов, или внутренних — например, вулканической активности. В результате последующего глобального потепления или похолодания Земля превращается в «парник» или «холодильник». Подобные изменения происходят слишком быстро, чтобы живые организмы успели выработать механизмы адаптации. Со временем жизнь возвращается в нормальное русло, а уцелевшие занимают освободившиеся экологические ниши, так что в каком-то смысле массовое вымирание способствует развитию.
Шестое вымирание
Сторонники защиты окружающей среды пытаются предупредить человечество, что мы живем в эпоху шестого великого вымирания, на этот раз вызванного деятельностью человека. Всемирный Фонд охраны природы утверждает, что две главные угрозы видовому разнообразию — разрушение естественной среды обитания многих видов и систематическое уничтожение животных в результате охоты и рыбного промысла. Кризис видового разнообразия называют по имени текущей геологической эпохи «голоценовым вымиранием». Самая знаменитая его жертва — птица додо, крупная нелетающая птица, которую последний раз видели в 1662 году. Голландцы, колонизировавшие остров Маврикий, уничтожили леса, бывшие средой обитания додо, и заселили остров млекопитающими, усилив конкуренцию за пищевые ресурсы. Согласно исследованиям биолога Родольфо Дирцо, с 1500 года вымерло 322 вида. Среди оставшихся популяции позвоночных сократились на 25%, а беспозвоночных — на 45%.
С точки зрения палеонтологии нынешний кризис пока не может считаться массовым вымиранием, но численность вымерших видов «большой пятерки» подсчитывалась на основе ископаемых, сегодня же к вымиранию движутся многие пока еще существующие виды. Если предположить, что животные, которые сейчас классифицируются как «находящиеся под угрозой вымирания», уже не смогут восстановить свою численность и неизбежно исчезнут, то доля вымерших видов составит около 23%. Согласно гипотетическим сценариям, разработанным палеонтологом Энтони Барноски, лет через 300 вымрут 75% от ныне существующих видов.
Еще один способ определить, живем ли мы в эпоху шестого великого вымирания, — сравнить нынешний темп вымирания с «фоновым», который составляет 0,1 % вымирания на миллион видов в год. В 2014-м эколог Стюарт Пимм подсчитал, что нынешний темп вымирания почти в тысячу раз выше.
Пять массовых вымираний
Разнообразие семейств морских позвоночных и беспозвоночных на основе данных Раупа и Сепкоски (1982), опубликованных в журнале Science. Каждое из пяти вымираний «большой пятерки» снижало видовое разнообразие более чем на 10%, а нынешнее может привести к утрате 75% видов.
Возрождение видов
Возможно, когда-нибудь по Земле вновь будут бродить мамонты - благодаря клонированию возрождение видов осуществимо. ДНК после смерти распадается, и при высокой температуре это происходит быстрее, так что клонировать додо или австралийского тасманского волка вряд ли получится, но в сибирской вечной мерзлоте ДНК мамонта вполне может сохраниться. Вместо того чтобы использовать клонирование в чистом виде - как со знаменитой овечкой Долли, - ученые, скорее всего, смогут получить из ткани стволовые клетки и преобразовать их в яйцеклетку. Клетку заставят делиться без оплодотворения, чтобы получить копию ДНК животного-донора, а эмбрион пересадят суррогатной матери близкородственного вида. Звучит как научная фантастика, но на самом деле один вид уже удалось возродить - в 1999 году испанские биологи клонировали последнего букардо (пиренейского горного козла), используя в качестве суррогатной матери козу. Если ученым удастся убедить слониху родить мамонта, эти гиганты, возможно, снова заселят сибирскую тундру.
