502
Після падіння астероїда Чиксулуб на територію сучасного півострова Юкатан 66 мільйонів років тому ера ненаavianних динозаврів завершилася. Екосистеми повільно відновлювалися, а дрібні, гнучкі ссавці швидко зайняли вільні ніші, змінюючи раціон, збільшуючи розміри тіла й урізноманітнюючи способи життя, доки за кілька мільйонів років не стали домінуючими наземними тваринами. Нове дослідження свідчить, що ще до удару астероїда Земля вже почала «гнити».
Робота, опублікована 12 травня в журналі PNAS, виявила сліди масових грибкових спалахів до й після крейда-палеогенового (K-Pg) масового вимирання. Про це повідомляє Live Science.
Грибкові «цвітіння» до й після катастрофи
Команда під керівництвом Артуро Касадеваля (Arturo Casadevall), завідувача кафедри молекулярної мікробіології та імунології Університету Джонса Гопкінса, досліджувала мікроскопічні викопні рештки в породах Північної Америки, що датуються часом події K-Pg. Вони виявили ранній грибковий спалах приблизно за 30 000–100 000 років до удару астероїда, у період похолодання, пов’язаного з інтенсивним вулканізмом у Деканських трапах на території сучасної Індії.
Дослідники також зафіксували різкий «стрибок» грибкових решток одразу після удару Чиксулуба — саме тоді, коли мертві рослини й тварини мали вкривати спустошені екосистеми. Ці дані доповнюють попередні знахідки з Нової Зеландії й натякають, що грибковий бум був не локальним явищем.
У новій роботі Касадеваль і дослідниця грибів Розанна Бейкер (Rosanna Baker) зосередилися на паліноморфах — мікроскопічних викопних органічних рештках, до яких належать спори грибів, гіфи та пилок рослин. Вони вивчали відклади з басейну Денвера в Колорадо, що охоплюють період від приблизно 60 000 років до масового вимирання K-Pg до 30 000 років після нього.
У кожному зразку Бейкер підраховувала від 100 до 500 мікрофосилій. Більшість шарів були багаті на рослинний матеріал, але в деяких частка грибкових спор сягала 50% і більше. Дослідники інтерпретували таку високу частку спор як ознаку екологічних потрясінь — надлишку мертвої органіки й активного розкладання грибами, особливо після падіння астероїда.
Крім того, вони виявили ще один, раніший грибковий спалах, датований приблизно за 10 000–30 000 років до удару. За словами Касадеваля, неочікуваною стала саме ця «проліферація» у зв’язку з деканським вулканізмом, що натякає на стрес екосистем і грибкове перевантаження ще до фінального удару з космосу.
Гіпотеза FIMS: як гриби могли допомогти ссавцям
Ці результати підживлюють суперечливу гіпотезу грибкової інфекції та відбору ссавців — FIMS (fungal infection-mammalian selection). Касадеваль запропонував її близько 20 років тому, а згодом оновив у публікаціях 2018 та 2026 років.
Гіпотеза FIMS не стверджує, що саме гриби знищили динозаврів. Вона пропонує іншу ідею: масове поширення грибів до й після удару могло надати ссавцям еволюційну перевагу над яйцекладними рептиліями та ненаavianними динозаврами, які пережили початкову катастрофу.
На думку Касадеваля, ссавці незвично стійкі до інвазивних грибкових хвороб. Гриби є серйозними патогенами для рослин, комах, амфібій і багатьох рептилій, але в здорових ссавців системні грибкові інфекції трапляються відносно рідко. Він пов’язує це з розвиненою імунною системою: вроджений імунітет (зокрема нейтрофіли) розпізнає клітинні стінки грибів, поглинає спори й атакує гіфи, а адаптивний імунітет створює специфічні антитіла та імунну пам’ять.
Касадеваль також вважав, що висока й стабільна температура тіла ссавців — близько 36–40 °C — заважає багатьом довкіллєвим грибам рости настільки добре, щоб спричинити інфекцію. Попри великі енергетичні витрати, це могло дати ссавцям перевагу в «грибковому» світі після катастрофи.
Після удару астероїда ліси згоріли, рослинність загинула, настала темрява, а мертва органіка накопичувалася, створюючи ідеальні умови для грибів. Якщо спори масово потрапляли в повітря, тварини могли вдихати величезні, потенційно небезпечні дози.
Гіпотеза FIMS припускає, що ссавці мали кілька адаптацій, яких бракувало іншим групам: теплокровність і здатність підтримувати стабільну температуру тіла навіть у «ударну зиму», коли попіл і пил блокували сонячне світло, а також складніший імунітет. Динозаври, яких раніше вважали «холоднокровними», у таких умовах мали б гірше шукати їжу, слабшати й ставати вразливішими до інфекцій.
Важливою могла бути й різниця в розмноженні. Багато ссавців виношують ембріони всередині тіла матері, де тепло й імунний захист можуть уберегти їх від грибів. Динозаври ж відкладали яйця в гніздах, що контактували з ґрунтом і гниючою рослинністю — середовищем, де гриби процвітають. Сучасні гриби здатні уражати яйця рептилій, а в 2008 році в яєчній шкаралупі динозаврів описали викопні гіфи. Це не доводить, що гриби масово знищували кладки, але натякає, що вони могли бути проблемою для виживання молоді.
Хворий зауропод і можливі грибкові інфекції
Ще одна потенційна лінія доказів — викопні кістки динозаврів із ознаками інфекцій. У 2022 році команда під керівництвом Кері Вудраффа (Cary Woodruff) з музею Фрост у Маямі описала викопного зауропода з пізньої юри з Монтани з незвичними ураженнями шийних хребців. Це був молодий диплодоцин MOR 7029, що жив близько 150 мільйонів років тому, задовго до падіння астероїда.
У здорових зауроподів повітряні мішки в шийному відділі залишають на кістках гладкі, майже склоподібні поверхні. У цього екземпляра отвори були шорсткі й нерівні, з наростами, які дослідники порівняли з «фосилізованими суцвіттями броколі». Порівнявши ці ураження з хворобами дихальної системи сучасних птахів, команда попередньо інтерпретувала стан як аерсакуліт з остеомієлітом — запалення повітряних мішків, що поширилося на кістку.
Однак визначити точну природу інфекції не вдалося. У сучасних птахів аерсакуліт можуть спричиняти як гриби (наприклад, аспергільоз), так і бактерії. Без збережених м’яких тканин або грибкових структур дослідники не змогли підтвердити саме грибкове походження хвороби, хоча вважають, що інфекція, ймовірно, сприяла загибелі тварини.
Скепсис щодо грибкової переваги ссавців
Попри нові дані, багато фахівців залишаються скептичними щодо гіпотези FIMS. По-перше, сам удар астероїда та його наслідки — цунамі, землетруси, колапс харчових ланцюгів — уже добре пояснюють загибель великих динозаврів на вершинах екосистем.
Ще одна проблема — температура тіла. Коли Касадеваль уперше висунув свою ідею у 2005 році, динозаврів часто вважали «холоднокровними», а ссавців — «теплокровними». Однак подальші дослідження показали, що багато ненаavianних динозаврів, зокрема Velociraptor, T. rex і Brachiosaurus, ймовірно, теж були теплокровними. Тож різниця в температурі тіла не пояснює, чому гриби мали б сильніше шкодити саме динозаврам.
Ситуацію ускладнює те, що птахи — єдині живі динозаври — часто мають ще вищу температуру тіла, ніж ссавці. Якщо сучасні птахи, які успішно пережили катастрофу, є моделлю для вивчення чутливості динозаврів до грибів, це радше підриває, ніж підтримує гіпотезу FIMS, зауважують критики.
Крім того, навколо межі K-Pg холоднокровні тварини, як-от черепахи й крокодили, що жили у воді, постраждали не так сильно, як багато інших груп, включно з деякими ссавцями. Це ставить під сумнів ідею, що саме грибкові інфекції були ключовим чинником піднесення ссавців.
Мері О’Коннелл (Mary O’Connell) з Манчестерського університету вважає, що гіпотеза FIMS базується радше на «ланцюжку правдоподібних припущень», ніж на прямому доказі, а окремі ланки цього ланцюга слабші, ніж може здаватися.
Оновлена версія гіпотези та слабкі місця
Прихильники FIMS, зокрема Ізабель Хіменес (Isabel Jimenez) з Університету Джонса Гопкінса, визнають, що суперечності потрібно пояснити. У спільній роботі 2026 року Хіменес і Касадеваль запропонували уточнення: частина дрібних, дзьобатих, літаючих або напівлітаючих теропод могла вижити попри потенційно вищу сприйнятливість до грибкових хвороб завдяки малим розмірам, наявності пір’я (краща теплоізоляція) та всеїдним раціонам.
В оновленій версії гіпотези вони роблять акцент на особливостях дихальної системи динозаврів. У ссавців легені еластичні, з численними альвеолами, де відбувається газообмін. У сучасних птахів — а ймовірно, й у багатьох динозаврів — легені жорсткі, а вентиляцію забезпечує мережа тонкостінних повітряних мішків. Вони діють як міхи, підтримуючи односторонній потік повітря, але мають слабший кровопостачання й менший обсяг газообміну.
На думку Хіменес і Касадеваля, така система могла заносити спори грибів глибоко в дихальні шляхи, де вони осідали в повітряних мішках, менш доступних для імунних клітин. Оскільки повітряні мішки в птахів (і, ймовірно, в багатьох динозаврів) простягаються по всьому тілу й навіть заходять у кістки, грибкові інфекції могли легше поширюватися за межі дихальної системи.
Після удару астероїда повітря було забруднене сажею й сіркою, а тварини зазнавали сильного харчового стресу. У таких умовах, припускає Хіменес, вторинні грибкові інфекції цілком можливі. Однак критики наголошують: навіть якщо така вразливість реальна, ще потрібно показати, що її вплив був не просто можливим, а справді значущим для масового вимирання.
О’Коннелл вважає, що твердження про підвищену вразливість дихальної системи динозаврів до грибів є «більш тестованим», але його вплив, ймовірно, був обмеженим на тлі інших руйнівних факторів. До того ж лише невелика частка грибкових видів здатна викликати хвороби в тварин. Щоб довести, що гриби суттєво погіршили становище динозаврів, потрібні докази зростання саме патогенних грибкових інфекцій у викопних рештках динозаврів після удару, а також підвищення частки патогенних спор у відкладеннях на межі K-Pg, а не просто загальної кількості спор.
Поки що, підсумовує палеонтолог і науковий популяризатор Райлі Блек (Riley Black), гіпотеза грибкової інфекції та відбору ссавців радше виглядає як «гіпотеза в пошуках будь-яких підтверджень», ніж як добре обґрунтована теорія. Нові дані про грибкові спалахи роблять її цікавішою, але не перетворюють на доведений сценарій еволюційного тріумфу ссавців.
Грибкові спалахи могли дати ссавцям перевагу після астероїда з’явилася спочатку на Цікавості.
