Химические вещества, подобные солнцезащитному крему, обнаружены в ископаемых растениях и указывают на роль УФ-излучения в массовых вымираниях

Новое исследование показало, что пыльца, сохранившаяся в горных породах возрастом 250 миллионов лет, содержит соединения, которые функционируют как солнцезащитный крем. Растения производят их для защиты от вредного ультрафиолетового излучения (UV-B). Результаты позволяют предположить, что всплеск UV-B сыграл важную роль в массовом вымирании в конце пермского периода.

Ученые из Ноттингемского университета (Великобритания), Китая, Германии и Великобритании под руководством профессора Лю Фэна из Нанкинского института геологии и палеонтологии разработали новый метод обнаружения солнцезащитных соединений растений в ископаемых зернах пыльцы. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Массовое вымирание в конце пермского периода (250 млн лет назад) — самое масштабное из пяти крупнейших вымираний, в результате которого исчезло ~80% морских и наземных видов. Эта катастрофическая утрата биоразнообразия стала реакцией на чрезвычайную климатическую ситуацию, вызванную извержением континентального масштаба, которое покрыло большую часть современной Сибири.

Вулканическая активность привела к выбросу в атмосферу огромного количества углерода, ранее находившегося в недрах Земли, что вызвало масштабное парниковое потепление. Сопровождал это глобальное потепление коллапс озонового слоя Земли. Подтверждением этой теории служит частое обнаружение деформированных спор и зерен пыльцы, свидетельствующих о притоке мутагенного УФ-излучения.

Профессор Барри Ломакс из Ноттингемского университета поясняет: «Растениям нужен солнечный свет для фотосинтеза, но они должны защищать себя и, в частности, свою пыльцу от вредного воздействия излучения UV-B. Для этого растения насыщают внешние стенки зерен пыльцы соединениями, которые действуют как солнцезащитный крем, чтобы защитить уязвимые клетки и обеспечить успешное размножение».

Профессор Лю Фэн добавляет: «Мы разработали метод обнаружения этих фенольных соединений в ископаемых зернах пыльцы, собранных в Тибете, и обнаружили гораздо более высокие концентрации в тех зернах, которые образовались во время массового вымирания и пика вулканической активности».

Повышенный уровень UV-B может иметь еще более далеко идущие и долгосрочные последствия для всей земной системы. Недавние моделирующие исследования показали, что стресс от повышенного UV-B снижает биомассу растений и наземное хранение углерода, что усугубляет глобальное потепление. Повышенная концентрация фенольных соединений также делает ткани растений менее усвояемыми, создавая еще более сложные условия для травоядных животных.

Обобщая выводы группы, доктор Уэс Фрейзер из Оксфордского университета Брукс прокомментировал: «Вулканизм такого катастрофического масштаба влияет на все аспекты земной системы: от прямых химических изменений в атмосфере до изменений в скорости связывания углерода и сокращения объема питательных источников пищи, доступных для животных».