За день до того, как гигантский астероид упал на Землю 66 миллионов лет назад, на территории нынешней Колумбии процветал совсем другой вид тропических лесов. Папоротники разворачивались, а цветущие кусты купались в солнечном свете, который струился вниз через большие промежутки в кроне между высокими хвойными деревьями.

Затем ударил астероид, и все изменилось. Это воздействие не только вызвало массовое вымирание, которое уничтожило более 75 процентов жизни на Земле, но также изменило определение тропических лесов Земли, превратив их из залитых солнцем лесов с открытым навесом в темные, густые, пышные, мокрые леса сегодняшней Амазонки, сообщают исследователи 2 апреля в Science.

Исследователи проанализировали десятки тысяч окаменелостей пыльцы, спор и листьев, собранных в 39 местах по всей Колумбии и датированных от 70 до 56 миллионов лет назад. Затем команда оценила общее разнообразие лесных растений, доминирующих видов и взаимодействия насекомых-растений и проследила, как эти факторы меняются. Разнообразие растений сократилось на 45 процентов сразу после удара астероида, как выяснили исследователи, и прошло 6 миллионов лет, прежде чем богатое разнообразие тропических лесов восстановилось. Но даже тогда леса не стали прежними.

«Единственная историческая авария изменила экологическую и эволюционную траекторию тропических лесов», — говорит Карлос Харамилло, палеопалинолог, изучающий древнюю пыльцу из Смитсоновского института тропических исследований в Панама-Сити. «Леса, которые у нас есть сегодня, на самом деле являются побочным продуктом того, что произошло 66 миллионов лет назад».

Непосредственно перед вымиранием тропические леса представляли собой смесь покрытосеменных, цветущих деревьев и кустарников, а также других видов растений, таких как хвойные и папоротники, примерно 50-50. «Конкуренция за свет не была такой интенсивной, — говорит Харамилло. После этого папоротники и хвойные деревья в значительной степени исчезли, а покрытосеменные растения стали составлять около 90 процентов видов растений в лесу.

Причины этого не совсем ясны. Климат региона в конце мелового периода 66 миллионов лет назад был похож на нынешний: жаркий и влажный. Но, вероятно, подействовали и другие факторы. По словам Харамилло, огромные зауроподы, питающиеся растениями, динозавры с длинной шеей, помогли бы сохранить открытые промежутки, пропуская свет. После столкновения с астероидом эти динозавры исчезли из поля зрения. По его словам, вымирание некоторых семейств растений из-за удара также могло сыграть свою роль.

Третьим вероятным фактором было изменение химического состава лесной почвы. Частые дожди во время теплого влажного мелового периода выщелачивали почвы от многих питательных веществ, которые, по словам Харамилло, благоприятствовали голосеменным растениям, таким как хвойные. «Голосеменные обладают удивительной способностью расти при очень небольшом количестве пищи и могут превосходить покрытосеменные».

Пепел, упавший на землю после удара астероида, мог добавить в почвы фосфор, эффективно удобряя их, предполагает команда. Имея больше корма, покрытосеменные легко вытеснили голосеменные, стремительно взлетая ввысь и блокируя солнечный свет.

Этот толстый закрытый полог появился вскоре после удара, но для восстановления общего разнообразия лесов потребовалось гораздо больше времени, поскольку начали появляться новые виды, занимающие новые экологические ниши. Исследователи обнаружили, что это также относится ко многим видам насекомых, которые когда-то питались растениями. Окаменелости листьев несут на себе следы различных типов взаимодействий между травоядными насекомыми и растениями, от существ, которые сдирают листья и их скелеты, и заканчивая теми, кто тщательно просверливает в них дыры.

«Универсальные» насекомые и другие группы поедания растений, которые могут обходиться множеством различных видов растений в пищу, «похоже, практически не пострадали», — говорит соавтор Конрад Лабандейра, палеоэколог из Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия. «Взаимодействие со специалистами, которое по-настоящему взорвалось, было таким, как измельчение листьев, прокалывание и присоски», которые больше зависят от конкретных типов растений, — говорит Лабандейра.

Путь восстановления является ценным уроком для долгосрочного воздействия современной человеческой деятельности, такой как вырубка лесов, говорит Харамилло. «Создание нового разнообразия требует геологического времени», — говорит он. «Дело не только в посадке деревьев».

Это первая исчерпывающая картина того, что произошло в тропических экосистемах сразу после вымирания, говорит палеоэколог Елена Стайлз из Вашингтонского университета в Сиэтле, которая не имела отношения к исследованию. По словам Стайлза, большая часть предыдущих работ по отрезкам времени непосредственно перед и после события вымирания — в самом конце мелового периода и начале периода палеогена — происходит из Северной Америки или намного южнее, например, в Патагонии. «В тропиках нет места, где у нас сохранилась бы граница [между периодами], [и] у нас есть ограничение очень фрагментарной летописи окаменелостей».

По словам Стайлза, также поразительно то, что это открытие может помочь ответить на давний вопрос об удивительном биоразнообразии Южной Америки. «В течение долгого времени люди задавались вопросом, откуда взялось все это разнообразие», — говорит она. Исследователи предположили, например, что причиной этого может быть климат континента или его длительная изоляция от других континентов. «Так что действительно интересно, что это событие массового вымирания могло быть одним из механизмов, которые сформировали этот уникальный регион», — говорит она.