Южная Африка славится удивительно богатой и разнообразной летописью окаменелостей. Горные породы страны документируют более 3,5 миллиардов лет жизни на Земле: древние формы бактериальной жизни, появление жизни на суше, эволюцию семенных растений, рептилий, динозавров и млекопитающих — и человечества.
Многие знакомы с окаменелостями гоминидов, такими как череп африканского австралопитека миссис (или это мистер?) Плес и таунгский ребенок, сменивший парадигму. Менее известные и не менее важные окаменелости, такие как древнейшие наземные позвоночные на древнем суперконтиненте Гондвана, которые документируют первые шаги из океана на сушу, также появились в Южной Африке. Богатство окаменелостей в стране частично связано с уникальной геологией региона, которая документально подтверждает 100 миллионов лет почти непрерывного отложения в бассейне Кару.
Окаменелости также содержат ключи к разгадке климатических изменений, от великого каменноугольного ледникового периода более 300 миллионов лет назад до огромных дюн пылающих юрских пустынь, где 200 миллионов лет назад бродили динозавры. Ученые могут прочесть опустошение событий массового вымирания, которые разрушили глобальные экосистемы и изменили ход истории Земли.
Но в погоне за тем, чтобы понять «общую картину» эволюции жизни и облечь ее драматические взлеты и падения в резкие заголовки, легко забыть о мелких и тихих вещах. Сделайте паузу и подумайте, как выглядела жизнь в обычный день в мире без людей, млекопитающих, птиц, бабочек, цветов и даже динозавров. Каково это было на берегу озера с рябью в сонный летний полдень 266 миллионов лет назад на территории современной провинции Северный Кейп в Южной Африке?
В новой статье ученые попытались дать первое представление о такой экосистеме. Они нашли множество окаменелостей крошечных насекомых, которых никогда раньше не находили, а также важные образцы растений, которые меняют понимание того, как они эволюционировали.
Результаты дают новое представление о влиянии вымирания на экосистемы. Тема приобрела большую актуальность перед лицом того, что ученые называют шестым великим вымиранием , которое вызвано нынешней тенденцией глобального потепления.
Последние несколько лет группа ученых раскапывала небольшой невзрачный выход горной породы недалеко от Сазерленда в Северном Кейптауне.
Это обнажение дает несметные сокровища ископаемых растений, насекомых и других беспозвоночных, которые являются новыми для науки. Эти уникальные окаменелости, некоторые из которых имеют длину всего несколько миллиметров, рассказывают нам о том, что жило в спокойном водоеме и вокруг него на равнине дельты в среднем пермском периоде между 266 и 268 миллионами лет назад. Скалы этого возраста содержат окаменелости древнейших терапсидов, группы рептилий, которые в конечном итоге дали начало млекопитающим.
Другая жизнь этого времени включала ящероподобных предков черепах, крупных амфибий, которые скрывались, как крокодилы, прямо под поверхностью воды, и леса, в которых преобладало дерево под названием Glossopteris с подлеском из производящих спор растений, таких как мхи, папоротники и хвощи.
Группы палеонтологов обнаружили и раскопали многие сотни окаменелостей позвоночных на западе и юге Кару в Южной Африке, которые относятся к пермскому периоду, включая округ Сазерленд и прилегающие районы. Но породы, богатые ископаемыми костями позвоночных, обычно не сохраняют растения и беспозвоночных. Кажется, что они требуют более бескислородных, кислых условий, присутствующих в спокойных озерах и бассейнах, для сохранения высокой точности, тогда как кости хорошо сохраняются в более богатых кислородом условиях.
Это затрудняет понимание экосистем того времени и делает наши открытия особенно удивительными. К ним относятся самая старая пресноводная пиявка, рекорд, отодвигающий известный ареал этой группы на 40 миллионов лет, и самые старые водяные клещи на 166 миллионов лет.
Среди других захватывающих находок — старейшие мухи-девицы и старейшие веснянки из Гондваны, а также множество крошечных водных неполовозрелых стадий (нимф) вымершей группы под названием Palaeodictyoptera. Многие из обнаруженных крыльев насекомых еще предстоит идентифицировать.
Есть также мхи и печеночники, крошечные мягкие растения, которые одними из первых заселили сушу. У них тоже очень скудная летопись окаменелостей, и мы нашли их обоих на нашем участке. Печеночник является старейшим в Африке и одним из немногих рекордов пермского периода в мире.
Одной из самых захватывающих находок являются плотные скопления мужских и женских шишек растения Glossopteris, невероятно редкое явление, проливающее свет на эволюцию и классификацию этого важного углеобразующего растения.
«Наша работа была медленной. Раскопки включали много недель сидения на остроконечных камнях под солнцем, извлечение крошечных кусочков глинистой породы, а затем их изучение с помощью ручной увеличительной линзы», - пояснили исследователи.
Место окаменелостей все еще производит новые странные и удивительные растения и беспозвоночных, и какое-то время мы будем заняты. Существует также большой потенциал для поиска других мест в регионе.
«Наша работа по лучшему пониманию организмов, которые мы находим, дает знания о том, как и когда они развивались и взаимодействовали, а также о местном климате, о том, как менялось их распределение во времени, как менялось положение континентов, а также о влиянии пустынь, гор хребтов и морей на движение и эволюцию жизни», - отметили ученые.
Это очень важно при попытке понять события вымирания, такие как Великое вымирание, ознаменовавшее конец пермского периода 252 миллиона лет назад. Он уничтожил большую часть жизни в океанах и на суше и — как леденящее эхо нынешнего глобального климатического кризиса — был вызван сотнями тысяч лет вулканической активности, которая произвела огромное количество парниковых газов, что привело к повышению глобальной температуры.
