Les dinosaures, morts il y a environ 65 millions d'années, étaient certainement des créatures sombres - à la peau épaisse, aux dents et aux griffes solides et blindées. Par exemple, le Tyrannosaurus Rex, le plus grand prédateur terrestre de tous les temps, pourrait facilement mordre un rhinocéros ou un éléphant en deux avec un mouvement insaisissable de ses terribles mâchoires. Et le poids des lézards herbivores aux pattes colonnaires atteignait 30 et même 50 tonnes. Et ce n'est pas un hasard si les paléontologues, ayant découvert les os ingérables d'une autre créature antédiluvienne, l'ont appelé un sismosaure, c'est-à-dire un lézard qui secoue la terre. La longueur de ce monstre, selon les estimations prudentes des chercheurs, était de 48 à 50 mètres.
Pendant près de 200 millions d'années, les majestueux reptiles ont été les maîtres souverains des trois éléments: des ichtyosaures agiles, ressemblant à des dauphins modernes, nageaient dans la mer primitive, des diplodocus de plusieurs tonnes marchaient sur le sol et des ptérodactyles à pleines dents cherchaient des proies dans le ciel. (D'ailleurs, l'envergure de ces monstres volants atteignait parfois 16 mètres, ce qui est tout à fait comparable aux dimensions d'un combattant de notre temps.)
Et puis tout à coup, les dinosaures ont commencé à s'éteindre rapidement, ils ont été remplacés par des créatures indescriptibles, petites et banales, menant principalement nocturnes. Les scientifiques étaient déjà au courant des changements inattendus et catastrophiques dans la composition du biote planétaire à la fin du Crétacé au 18ème siècle, et après cela, ce phénomène mystérieux est souvent appelé la "Grande Extinction".
Pourquoi les dinosaures sont-ils éteints? Qu'est-ce qui aurait pu arriver? En règle générale, les manuels brossent un tableau si sans prétention. Un groupe important et prospère de reptiles (à la fois carnivores et herbivores), qui peuplait toutes les niches écologiques de la planète, est mort subitement - instantanément et partout. Et comme ces géants n'avaient pas de concurrents sérieux à l'époque (les mammifères se blottissaient à la périphérie de l'évolution et occupaient par la suite simplement la maison vide), il est logique de chercher une raison extérieure. Par exemple, un cataclysme climatique (un refroidissement brutal ou, au contraire, un réchauffement), une explosion de supernova accompagnée de fluctuations mortelles du fond gamma, ou un changement de pôles magnétiques, qui ont temporairement privé la planète de sa coque protectrice.
Hypothèse astéroïde
Depuis quelque temps, l'hypothèse des astéroïdes est devenue très populaire. Disons qu'à la fin du Crétacé, une énorme météorite s'est effondrée sur notre planète, jetant des milliards de tonnes de poussière dans la stratosphère, ce qui a masqué la surface de la terre, ce qui a entraîné la mort de plantes vertes, et après elles - le reste de la faune. De plus, la chute d'une telle météorite pourrait provoquer une reprise du volcanisme terrestre, ce qui pourrait grandement aggraver la situation. Il est à noter que les paléontologues sérieux ne soutiennent pas particulièrement ce point de vue.
D'où vient l'hypothèse de l'astéroïde? Au milieu des années 60 du XXe siècle, dans des dépôts géologiques datant de la limite Crétacé-Cénozoïque (il y a environ 67 millions d'années), les scientifiques ont découvert une couche d'argile bleue avec une teneur anormalement élevée en iridium de métal rare (20 fois plus que la moyenne de la croûte terrestre) … Plus tard, de nombreuses anomalies similaires ont été trouvées (dans certaines d'entre elles, la concentration d'iridium a dépassé le fond de 120 fois), alors qu'elles étaient toutes du même âge - elles se trouvaient à la frontière du Crétacé et du Cénozoïque.
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Comme il y a très peu d'iridium dans la croûte terrestre et dans la matière de météorite (principalement dans les météorites de fer, qui sont considérées comme des fragments de noyaux planétaires), on le trouve en excès, un physicien des États-Unis Alvarez a lié l'anomalie de l'iridium à la chute d'un astéroïde. Il a estimé son diamètre à 10-12 km et a même indiqué le lieu de la catastrophe - la péninsule du Yucatan, où un cratère de dimensions impressionnantes d'environ 150 km de diamètre a été trouvé.
La chute d'un tel astéroïde secouerait fortement la Terre: une vague de tsunami d'une force et d'une hauteur monstrueuses dévasterait les côtes sur des dizaines et des centaines de kilomètres à l'intérieur des terres, et un nuage de poussière grandiose éclipserait le soleil pendant longtemps. Une absence de six mois de soleil tuerait les plantes vertes (les processus de photosynthèse s'arrêteraient), puis (le long des chaînes alimentaires) et les animaux - à la fois terrestres et maritimes.
Cela fait longtemps qu'Alvarez n'a pas avancé son hypothèse d'impact en 1980 (à partir de l'impact anglais - «coup»). Plusieurs dizaines d'anomalies d'iridium sont aujourd'hui connues, alors que dans des dépôts géologiques d'âges divers, mais il n'est pas possible de les relier à la mort massive de la flore et de la faune. De plus, les géologues ont à leur disposition un certain nombre de cratères bien plus impressionnants que le fameux Yucatan. Le diamètre de certains d'entre eux atteint 300 km, mais rien de grave n'est arrivé au biote planétaire (et cela a été établi de manière fiable). C'est tout à fait naturel, car la biosphère n'est en aucun cas un créateur pour enfants, dont les éléments peuvent être mélangés et pliés au hasard, mais un homéostat stable capable de résister efficacement à divers types de perturbations.
Le célèbre paléontologue russe K. Yu. Eskov a noté:
En ce sens, la situation de l'astéroïde Eltaninsky (environ 4 km de diamètre), qui est tombé au Pliocène supérieur, il y a environ 2,5 millions d'années, sur le plateau entre l'Amérique du Sud et l'Antarctique, est tout à fait indicative; les restes de l'astéroïde ont été soulevés relativement récemment d'un cratère formé sur le fond marin. Les conséquences de cet automne semblent tout à fait catastrophiques: des tsunamis de plusieurs kilomètres ont plongé la faune marine profondément dans les terres; à ce moment-là, des sépultures très étranges de faune avec un mélange de formes marines et terrestres apparurent sur la côte andine, et des diatomées purement marines apparurent soudainement dans les lacs antarctiques. Quant aux conséquences éloignées et évolutives significatives, elles n'existaient tout simplement pas (les traces de cet impact sont enfermées dans une zone stratigraphique), c'est-à-direaucune extinction n'a suivi toutes ces terribles perturbations.
Ainsi, l'image est assez intéressante. Dès que les anomalies d'iridium ont commencé à rechercher délibérément, il est immédiatement devenu clair que leur lien rigide avec l'extinction massive des dinosaures (ou de tout autre organisme) n'est rien de plus qu'une illusion. Les restes fossiles des lézards du Mésozoïque en témoignent sans ambiguïté: le scénario catastrophique de l'extinction Mel-Paléogène est sans valeur, car certains groupes de dinosaures ont disparu bien avant l'anomalie iridienne, tandis que d'autres ont sombré dans l'oubli beaucoup plus tard. Le processus s'est étalé sur des centaines de milliers et des millions d'années, il ne peut donc être question d'une quelconque rapidité d'extinction des dinosaures.
Par conséquent, l'hypothèse de l'astéroïde, ainsi que tous les autres scénarios d '"impact de choc", peuvent être envoyés aux archives en toute tranquillité, car ils impliquent la destruction simultanée de la flore et de la faune. Pendant ce temps, même la mort massive d'organismes marins à la fin du Crétacé (beaucoup plus hâtive que l'extinction des dinosaures) n'a été instantanée que selon les normes géologiques et s'est prolongée pendant une bonne période - selon diverses estimations, de 10 à 100000 ans. Quant aux reptiles, ils ne se sont pas éteints du jour au lendemain.
K. Yu. Eskov a écrit:
Comment?! Et c'est très simple: l'extinction des dinosaures traverse tout le Crétacé supérieur à une vitesse plus ou moins constante, mais à partir d'un certain moment cette diminution cesse de compenser l'émergence de nouvelles espèces; les anciennes espèces ont disparu - et les nouvelles ne semblaient pas les remplacer, et ainsi de suite jusqu'à la destruction complète du groupe. En d'autres termes, à la fin du Crétacé, il n'y a pas eu une extinction catastrophique des dinosaures, mais un échec à les remplacer par de nouveaux (cela, vous voyez, change sensiblement le tableau). Cela signifie que nous pouvons parler d'un processus naturel assez long.
Changer les pôles magnétiques de la Terre
Les versions alternatives ne sont pas plus convaincantes - par exemple, l'hypothèse d'un changement soudain des pôles de la Terre ou d'une explosion de supernova près du système solaire. Bien sûr, l'inversion de polarité magnétique est une chose plutôt désagréable, car les flux de particules chargées à haute énergie volant du Soleil dévient dans les lignes de force du champ magnétique, formant les écailles d'oignon des ceintures de rayonnement. Si vous arrachez l'épaisse «couche» magnétique de notre planète, alors un rayonnement dur atteindra librement la surface de la planète.
Mais, tout d'abord, le saut des pôles magnétiques n'est en aucun cas un processus périodique exotique, mais naturel, et les données d'études spéciales ne révèlent généralement pas de relation entre les crises biosphériques mondiales et les changements du magnétisme terrestre. Et deuxièmement, la biosphère dans son ensemble est un homéostat impeccablement débogué qui résiste facilement à toute interférence extérieure.
Explosion de supernova
Une explosion de supernova est un cataclysme galactique. Si un tel événement se produit à proximité du système solaire (selon les astronomes, cela se produit une fois tous les 50 à 100 millions d'années), les flux de rayons X et de rayonnement gamma vont non seulement détruire la couche d'ozone, mais également balayer une partie de l'atmosphère terrestre, provoquant le soi-disant «effet highlands », dont tous les organismes ne peuvent survivre.
Mais même dans ce cas, l'extinction ne sera probablement pas soudaine, mais s'étendra sur des dizaines et des centaines de millénaires. De plus, le rayonnement dur et l'effet des hautes montagnes devraient principalement affecter la population des terres et des eaux peu profondes, mais en fait, comme nous le savons, la situation était exactement inverse: la flore et la faune du large, y compris microscopiques, ont le plus souffert, et parmi les habitants sushi, pour une raison quelconque, seuls les dinosaures ont été victimes de la Grande Extinction.
Cette incroyable sélectivité est généralement le point le plus vulnérable de toutes les hypothèses de choc: en fait, pourquoi les dinosaures se sont-ils éteints, et les crocodiles ont-ils survécu et bien vivre maintenant? Peut-être que la popularité sans précédent de divers types de versions «choc» est principalement due aux succès de l'astronomie d'observation au cours des 20 à 30 dernières années.
Changement climatique ou causes «naturelles»?
Alors pourquoi les dinosaures ont-ils disparu? Une des deux choses: soit les changements climatiques à la frontière Crétacé-Cénozoïque, soit des raisons purement «naturelles» - une restructuration radicale au sein des écosystèmes et un changement dans les communautés.
Découvrons-le dans l'ordre. Nous sommes habitués au fait que le climat planétaire se distingue par une zonalité latitudinale prononcée: les forêts tropicales poussent à l'équateur, les savanes se trouvent au sud et au nord, périodiquement humidifiées, où paissent d'innombrables troupeaux d'ongulés, et encore plus au nord et au sud, il y a une bande de déserts brûlés par le soleil et semi-désertique. Les régions subtropicales cèdent la place aux forêts tempérées - feuillues et résineuses, et celles-ci abandonnent progressivement leur position sur la toundra froide, où presque rien ne pousse. Eh bien, aux pôles, le gel éternel et la glace éternelle règnent.
Cependant, ce n'était pas toujours le cas. Le Mésozoïque est un exemple classique du thermoera, lorsque le zonage latitudinal était absent et que le climat global ressemblait au type méditerranéen subtropical actuel. Dans les hautes latitudes et même au pôle, il faisait chaud et assez confortable, mais en même temps il ne faisait pas trop chaud à l'équateur. En d'autres termes, le gradient de température - à la fois saisonnier et diurne - était à peine perceptible. Mais à la fin du Crétacé, le thermoer a été remplacé par un cryoer avec une différence de température latitudinale.
Les dinosaures étaient des animaux à sang froid (poïkilothermiques). Ne pouvant pas réguler la température corporelle "de l'intérieur", ils dépendaient complètement de leur environnement, mais dans le climat homogène du Mésozoïque, cela ne pouvait pas leur poser beaucoup de problèmes. Si la chaleur extérieure entre en excès et que les dimensions impressionnantes ne permettent pas de se refroidir du jour au lendemain (pour la plupart, les dinosaures étaient de grandes créatures), alors maintenir une température corporelle élevée ne sera pas difficile. Et tout cela sans aucune participation de leur propre métabolisme, pour lequel les mammifères dépensent 90% de l'énergie qu'ils consomment en nourriture.
Ce phénomène intéressant s'appelle l'homéothermie inertielle (sang chaud), et de nombreux scientifiques pensent que grâce à cette qualité précieuse, les dinosaures sont devenus les dirigeants du Mésozoïque. Et lorsque le climat a radicalement changé à la fin du Crétacé, les lézards géants ont disparu.
Il semblerait que nous ayons trouvé la réponse, mais là encore quelque chose ne converge pas. Pour quelle raison les dinosaures se sont-ils éteints, et d'autres reptiles - également de sang froid - continuent d'exister à ce jour? Pourquoi la crise du Crétacé a-t-elle principalement affecté la vie marine et les créatures terrestres y ont-elles survécu calmement? Pourquoi certains groupes de dinosaures ont-ils commencé à mourir activement bien avant la date fatale du calendrier, tandis que d'autres vivaient tranquillement leurs jours au Paléogène?
Peut-être est-il logique de chercher la réponse ailleurs - dans la structure des écosystèmes? Rappelons au lecteur les mammifères mésozoïques indescriptibles, qui pendant 120 millions d'années ont vécu côte à côte avec des lézards, sans les interférer en aucune façon. Ces petites créatures insectivores, semblables aux opossums ou hérissons modernes, occupaient leur niche écologique sur laquelle personne n'empiétait. Cependant, au Crétacé, la situation a radicalement changé.
K. Yu. Eskov a décrit ces événements comme suit: l'évolution a stimulé l'échange lent des mammifères primitifs et a fait un "phytophage dans une classe de petite taille" sur cette nouvelle base métabolique. (Les dinosaures herbivores étaient de très gros animaux.) Et si une petite espèce phytophage apparaissait, alors un prédateur apparaîtra certainement, qui ne se limitera pas à chasser des proches parents, mais suffira à tous ceux qui sont en son pouvoir. Par conséquent, un bébé dinosaure - un petit lézard sans défense qui ne possède pas d'homéothermie inertielle - deviendra instantanément une proie savoureuse pour un prédateur actif de 24 heures.
La version, sans aucun doute, est curieuse, mais elle ne répond pas non plus à toutes les questions délicates. Et ici la génétique viendra à notre aide, comprise au sens large du terme. Parlons de la marginalité comme antipode de la spécialisation étroite, car le monde organique se développe ainsi.
Rappelons-nous les mammifères mésozoïques qui ont volontairement cédé le monde à de magnifiques reptiles et ont végétalisé en marge de l'évolution. Blottis dans des coins reculés, ils étaient les plus réels marginaux, car ils occupaient ces quelques niches écologiques que la classe dirigeante ignorait avec une majestueuse négligence.
Les gymnospermes et les fougères, qui étaient répandus dans le Dévonien, étaient la base alimentaire des dinosaures herbivores. Les angiospermes, ou flore florifère, apparus au début du Crétacé, ont été contraints de s'installer dans les arrière-cours, car les gymnospermes prévalaient. Ainsi, les plantes à fleurs étaient tout aussi marginales que les petits mammifères mésozoïques. Ils n'avaient pas d'autre choix que d'occuper des terres vides, où il n'y avait pas de communautés établies de gymnospermes: glissements de terrain, zones incendiées, berges de rivières, c'est-à-dire des biotopes que l'on qualifie généralement de «perturbés». Et les espèces mêmes qui s'installent dans de telles conditions sont appelées par les biologistes «tsenophobes», c'est-à-dire celles qui ont peur des communautés qui préfèrent exister séparément.
Mais la perte tactique s'est finalement avérée être un avantage stratégique important. D'une part, les plantes à fleurs qui s'étaient installées sur de «mauvaises» terres n'y permettaient plus les gymnospermes, et d'autre part, elles avaient une fleur, qui jouait un rôle décisif dans la lutte pour l'existence. Si les gymnospermes, pour la reproduction de leur propre espèce, comptaient entièrement et complètement sur le vent, transportant passivement leur pollen, et étaient donc obligés de s'installer en tas, alors les gymnospermes attiraient activement les insectes, ce qui augmentait considérablement leur viabilité.
L'existence de plantes à fleurs ne dépendait pas des éléments, et les angiospermes pouvaient se permettre le luxe de vivre dans des friches dispersées. En outre, la flore d'un nouveau type a appris à former des formes herbacées qui non seulement résistent efficacement à l'érosion, mais capturent également rapidement les terres vacantes.
Le changement des communautés végétales s'est transformé en une véritable catastrophe. Contrairement à la croyance populaire, non seulement les dinosaures sont morts, mais également 25% des familles d'invertébrés mésozoïques - céphalopodes et bivalves, radiolaires unicellulaires, diatomées, foraminifères et autres représentants d'organismes planctoniques. Leurs coquilles de calcium formaient de gigantesques dépôts, c'est pourquoi cette période des archives géologiques a été nommée Crétacé.
Ainsi, les marginaux discrets d'hier - plantes à fleurs et mammifères - ont écrasé la faune et la flore dominantes du Mésozoïque.
L'apparition des plantes à fleurs est maintenant appelée la grande angiospermisation (du latin angiospermae - «angiospermes»). Lorsque la flore du nouveau type a commencé à dominer de manière décisive, il s'est produit quelque chose qui se produit toujours lorsqu'une fondation s'effondre: le bâtiment s'est tout simplement effondré. Après tout, le règne végétal est exactement le fondement sur lequel reposent les sols des animaux herbivores et des prédateurs, et ils sont liés les uns aux autres non seulement par des chaînes alimentaires, mais aussi par des relations plus complexes.
Les dinosaures ont essayé de maîtriser un nouveau régime alimentaire - ils ont eu des becs et de puissantes batteries dentaires pour broyer des aliments hautement abrasifs. Mais cela n’avait pas d’importance pour eux, en particulier dans les systèmes de pâturage céréalier, où ils perdaient manifestement face aux ongulés. En outre, les formes herbacées de plantes à fleurs forment le gazon, ce qui réduit l'érosion et le ruissellement organique dans les eaux douces et les océans, ce qui a porté un coup sévère aux communautés d'invertébrés marins.
En effet, la grande majorité des créatures qui habitaient la Terre au Crétacé supérieur ont trop avancé sur la voie de la spécialisation étroite. Pour le moment, cela leur a donné d'excellentes chances de survie, mais toute dignité se transforme tôt ou tard en désavantage. L'attachement aux communautés de gymnospermes finit par jouer une cruelle blague avec les lézards: lorsque les plantes à fleurs passèrent à l'offensive, enlevant un territoire après l'autre aux anciens propriétaires de la vie, les mammifères rejoignirent facilement les communautés nouvellement formées. Mais les dinosaures ne pouvaient pas faire cela et se sont retrouvés dans une impasse évolutionnaire, car leurs ressources adaptatives étaient gaspillées il y a longtemps. Et pour les mammifères marginalisés, une telle tournure des événements n'était que possible. Ayant survécu à une explosion de spéciation dans les nouvelles conditions, ils peuplèrent la planète entière.
Bien sûr, ce ne sont pas seulement des taxons aussi grands qu'une classe d'animaux ou un type de plante qui peuvent être marginalisés. En règle générale, les espèces biologiques séparées ne pèchent pas non plus avec une uniformité complète sur l'ensemble des traits. De plus, plus la diversité génétique d'une espèce ou d'une population est élevée, plus son potentiel d'adaptation est grand. Une telle communauté trouvera presque toujours un moyen de prolonger son existence dans un environnement changé. Et même avec une durée de vie stable et mesurée, les marginaux intraspécifiques peuvent jouer un rôle important.
Par exemple, dans les populations de marcheurs aquatiques sans ailes, on trouve parfois des individus ailés. Il y en a très peu - seulement 4%. Ils ont des différences génétiques, mais en même temps, ils peuvent se reproduire avec leurs compagnons sans ailes et donner une progéniture. Il s'est avéré que ces geeks volatils sont capables de migrer sur de très longues distances, assurant ainsi la continuité génétique entre la population aimant l'eau de tous les réservoirs. Quatre pour cent des marginalisés sont plus que suffisants pour accomplir cette tâche.
Je dois dire que presque toutes les espèces biologiques ont, au cas où, une telle réserve d'urgence sous la forme d'un génotype rare ou d'une forme inhabituelle, ce qui lui permet de survivre à des moments difficiles. Nous le répétons encore une fois: la diversité génétique d'une espèce ou d'une population est la clé de leur succès évolutif, de sorte que le marginal doit être traité non seulement avec respect, mais aussi avec prudence.
Ainsi, l'émergence et la diffusion généralisée des plantes à fleurs à la fin du Crétacé inférieur (environ 30 millions d'années avant la mort des dinosaures) ont non seulement radicalement changé la structure des communautés continentales, mais ont également détruit les dinosaures qui avaient perdu leur plasticité, désespérément coincés dans les impasses de l'évolution. Bien sûr, les perturbations climatiques auraient également pu jouer un rôle, mais l'événement clé, le point de départ était presque certainement précisément ce fait - l'apparition des angiospermes.
V. Lévitine