Девонский взрыв

Девонский взрыв (от англ. Devonian explosion), также силурийско-девонская наземная революция (англ. Silurian-Devonian Terrestrial Revolution)[1][2][3] или девонский растительный взрыв (англ. Devonian Plant Explosion)[4] — диверсификация растений и грибов, происходившая в течение силурийского (443—419 млн лет назад) и девонского периода (419—359 млн лет назад). Эта диверсификация наземных растений оказала огромное влияние на почву Земли, её атмосферу, океаны и на всю последующую наземную жизнь[5]. Из-за жёсткой конкуренции за свет и доступное пространство на суше фенотипическое разнообразие растений значительно возрастало такими же быстрыми темпами, какими возрастало разнообразие животных во время кембрийского взрыва[6]. Большая часть флоры девонского периода вымерла в результате трёх вымираний: девонского 359 млн лет назад, кризиса карбоновых лесов 305 млн лет назад и массового пермского вымирания 251 млн лет назад[7][8].

Первыми на суше стали развиваться грибы, в основном это были прототакситы. По размерам они превосходили все существовавшие тогда растения, так продолжалось вплоть до начала каменноугольного периода. Экспансии растений на суше могли способствовать микоризы гломеромицетов и нематофитовых водорослей[9], первые останки которых датируются началом девона[10]. Появившиеся ещё в ордовике наземные растения[11] в течение силура несколько раз переживали диверсификацию, каждый раз это происходило после окончания более холодных климатических периодов (см. Андо-сахарское оледенение)[12]. В результате этих диверсификаций в венлокскую эпоху появились первые сосудистые растения (клада полиспорангиофитов)[13]. В лудловскую эпоху появляются первые плауновые[14]. Среди растений девона были распространены гигантские хвощи (Equistales), клубневые мхи, древние сосудистые споровые (среди них папоротники) и крупные плауновидные. Стали появляться предки голосеменных растений[7].

Диверсификация оказала огромное влияние на наземную жизнь. Существует так называемая «гипотеза девонских растений», которая объясняет все изменения почвы и атмосферы в тот период, вплоть до девонского вымирания. Так, уровень CO2 упал с 6300 до 2100 ppm, а уровень кислорода возрос[15]. Однако изменение состава почвы привело к бескислородному осаждению (или чёрным сланцам), окислению океанов и глобальным изменениям климата. Это привело к суровым условиям жизни для океанической и наземной жизни и в конечном счёте к вымиранию в конце периода[16].

Примечания

  1. Capel, Elliot; Cleal, Christopher J.; Xue, Jinzhuang; Monnet, Claude; Servais, Thomas; Cascales-Miñana, Borja (August 2022). “The Silurian–Devonian terrestrial revolution: Diversity patterns and sampling bias of the vascular plant macrofossil record”. Earth-Science Reviews. 231: 104085. Bibcode:2022ESRv..23104085C. DOI:10.1016/j.earscirev.2022.104085.
  2. Xue, Jinzhuang; Huang, Pu; Wang, Deming; Xiong, Conghui; Liu, Le; Basinger, James F. (May 2018). “Silurian-Devonian terrestrial revolution in South China: Taxonomy, diversity, and character evolution of vascular plants in a paleogeographically isolated, low-latitude region”. Earth-Science Reviews. 180: 92—125. Bibcode:2018ESRv..180...92X. DOI:10.1016/j.earscirev.2018.03.004. Дата обращения 8 November 2022.
  3. Capel, Elliot; Cleal, Christopher J.; Gerrienne, P.; Servais, Thomas; Cascales-Miñana, Borja (15 March 2021). “A factor analysis approach to modelling the early diversification of terrestrial vegetation”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 566: 110170. Bibcode:2021PPP...566k0170C. DOI:10.1016/j.palaeo.2020.110170. S2CID 230591548. Дата обращения 8 November 2022.
  4. Pawlik, Łukasz; Buma, Brian; Šamonil, Pavel; Kvaček, Jiří; Gałązka, Anna; Kohout, Petr; Malik, Ireneusz (June 2020). “Impact of trees and forests on the Devonian landscape and weathering processes with implications to the global Earth's system properties - A critical review”. Earth-Science Reviews. 205: 103200. Bibcode:2020ESRv..20503200P. DOI:10.1016/j.earscirev.2020.103200. S2CID 218933989. Дата обращения 12 November 2022.
  5. Pawlik, Łukasz; Buma, Brian; Šamonil, Pavel; Kvaček, Jiří; Gałązka, Anna; Kohout, Petr; Malik, Ireneusz (June 2020). “Impact of trees and forests on the Devonian landscape and weathering processes with implications to the global Earth's system properties - A critical review”. Earth-Science Reviews [англ.]. 205: 103200. Bibcode:2020ESRv..20503200P. DOI:10.1016/j.earscirev.2020.103200.
  6. Bateman, Richard M.; Crane, Peter R.; DiMichele, William A.; Kenrick, Paul R.; Rowe, Nick P.; Speck, Thomas; Stein, William E. (November 1998). “Early Evolution of Land Plants: Phylogeny, Physiology, and Ecology of the Primary Terrestrial Radiation”. Annual Review of Ecology and Systematics. 29: 263—292. DOI:10.1146/annurev.ecolsys.29.1.263. Дата обращения 26 December 2022.
  7. 1 2 Cruzan, Mitchell. Evolutionary Biology A Plant Perspective. — New York : Oxford University Press, 2018. — P. 37–39. — ISBN 978-0-19-088267-9.
  8. Cascales-Miñana, B.; Cleal, C. J. (2011). “Plant fossil record and survival analyses”. Lethaia. 45: 71—82. DOI:10.1111/j.1502-3931.2011.00262.x.
  9. Retallack, Gregory J. (June 2022). “Ordovician-Devonian lichen canopies before evolution of woody trees”. Gondwana Research. 106: 211—223. Bibcode:2022GondR.106..211R. DOI:10.1016/j.gr.2022.01.010. S2CID 246320087. Дата обращения 22 November 2022.
  10. Lutzoni, François; Nowak, Michael D.; Alfaro, Michael E.; Reeb, Valérie; Miadlikowska, Jolanta; Krug, Michael; Arnold, A. Elizabeth; Lewis, Louise A.; Swofford, David L.; Hibbett, David; Hilu, Khidir; James, Timothy Y.; Quandt, Dietmar; Magallón, Susana (21 December 2018). “Contemporaneous radiations of fungi and plants linked to symbiosis”. Nature Communications. 9 (1): 5451. Bibcode:2018NatCo...9.5451L. DOI:10.1038/s41467-018-07849-9. PMC 6303338. PMID 30575731.
  11. Feng, Zhuo (11 September 2017). “Late Palaeozoic plants”. Current Biology. 27 (17): R905—R909. DOI:10.1016/j.cub.2017.07.041. PMID 28898663.
  12. Pšenička, Josef; Bek, Jiří; Frýda, Jiří; Žárský, Viktor; Uhlířová, Monika; Štorch, Petr (31 August 2022). “Dynamics of Silurian Plants as Response to Climate Changes”. Life. 11 (9): 906. DOI:10.3390/life11090906. PMC 8470493. PMID 34575055.
  13. Libertín, Milan; Kvaček, Jiří; Bek, Jiří; Žárský, Viktor; Štorch, Petr (30 April 2018). “Sporophytes of polysporangiate land plants from the early Silurian period may have been photosynthetically autonomous”. Nature Plants. 4 (5): 269—271. DOI:10.1038/s41477-018-0140-y. PMID 29725100. S2CID 256679794. Дата обращения 9 November 2022.
  14. Rickards, R. B. (1 March 2000). “The age of the earliest club mosses: the Silurian Baragwanathia flora in Victoria, Australia”. Geological Magazine. 137 (2): 207—209. Bibcode:2000GeoM..137..207R. DOI:10.1017/S0016756800003800. S2CID 131287538. Дата обращения 11 November 2022.
  15. Le Hir, Guillaume; Donnadieu, Yannick; Goddéris, Yves; Meyer-Berthaud, Brigitte; Ramstein, Gilles; Blakey, Ronald C. (October 2011). “The climate change caused by the land plant invasion in the Devonian”. Earth and Planetary Science Letters [англ.]. 310 (3—4): 203—212. Bibcode:2011E&PSL.310..203L. DOI:10.1016/j.epsl.2011.08.042. Архивировано из оригинала 2022-03-16. Дата обращения 2022-05-28. Используется устаревший параметр |deadlink= (справка)
  16. Becker, R. T.; Königshof, P.; Brett, C. E. (2016). “Devonian climate, sea level and evolutionary events: an introduction”. Geological Society, London, Special Publications [англ.]. 423 (1): 1—10. Bibcode:2016GSLSP.423....1B. DOI:10.1144/SP423.15. ISSN 0305-8719.