Nowe badanie przeprowadzone przez geobiologów z Virginia Tech wskazuje na przyczynę pierwszego znanego masowego wymierania zwierząt w postaci zmniejszonej dostępności tlenu na świecie, co doprowadziło do utraty większości gatunków występujących pod koniec okresu Ediakar około 550 milionów lat temu.
Ediakarska skamieniałość, wizja artystyczna. Duże w nowym oknie >>
Badania kierowane przez Scotta Evansa, badacza postdoktoranckiego w Departamencie Nauk Geologicznych, części Virginia Tech College of Science, pokazują iż najwcześniejsze masowe wymieranie doprowadziło do utraty 80 procent organizmów. "Obejmowało to utratę wielu różnych typów zwierząt, jednak te, których anatomia ciała i zachowania wskazują, iż polegały na znacznych ilościach tlenu, wydają się być szczególnie mocno uderzone" - powiedział Evans. "To sugeruje, iż wydarzenie wymierania było kontrolowane przez środowisko, podobnie jak wszystkie inne masowe wymierania w zapisie geologicznym".
Praca Evansa została opublikowana 7 listopada 2022 roku w Proceedings of the National Academy of Sciences, recenzowanym czasopiśmie Narodowej Akademii Nauk. Współautorem badania był Shuhai Xiao, również profesor na Wydziale Nauk Geologicznych, oraz kilku badaczy pod kierownictwem Mary Droser z Wydziału Nauk o Ziemi i Planetarnych Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, gdzie Evans zdobył tytuł magistra i doktora.
"Zmiany środowiskowe, takie jak globalne ocieplenie i zdarzenia związane z odtlenieniem, mogą prowadzić do masowego wymierania zwierząt oraz głębokich zakłóceń i reorganizacji ekosystemu" - powiedział Xiao, który jest członkiem afiliowanym Global Change Center, części Virginia Tech Fralin Life Sciences Institute. "Zostało to wielokrotnie wykazane w badaniach historii Ziemi, w tym w tej pracy dotyczącej pierwszego wymierania udokumentowanego w zapisie kopalnym. Badanie to informuje nas zatem o długoterminowym wpływie obecnych zmian środowiskowych na biosferę." Co dokładnie spowodowało spadek globalnego tlenu? To wciąż jest przedmiotem debaty. "Krótka odpowiedź na to jak to się stało jest taka, iż tak naprawdę nie wiemy" - powiedział Evans. "To mogła być dowolna liczba i kombinacja wybuchów wulkanów, ruchów płyt tektonicznych, uderzenia asteroidy, itp. ale to, co widzimy, to fakt, iż zwierzęta, które wymarły, wydają się reagować na zmniejszoną globalną dostępność tlenu". Badanie Evansa i Xiao jest bardziej na czasie niż mogłoby się wydawać. W niepowiązanym badaniu naukowcy z Virginia Tech stwierdzili niedawno, iż anoksja, utrata dostępności tlenu, wpływa na światowe wody słodkie. Przyczyna? Ocieplenie wód spowodowane zmianami klimatycznymi i nadmiernym spływem zanieczyszczeń z terenów. Ocieplenie wód zmniejsza zdolność wody słodkiej do zatrzymywania tlenu, podczas gdy rozkład składników odżywczych w odpływie przez mikroby słodkowodne pożera tlen. "Nasze badania pokazują, iż podobnie jak wszystkie inne masowe wymierania w przeszłości Ziemi, to nowe, pierwsze masowe wymieranie zwierząt było spowodowane poważnymi zmianami klimatycznymi - to kolejna z długiej listy opowieści ostrzegawczych pokazujących niebezpieczeństwa naszego obecnego kryzysu klimatycznego dla życia zwierząt" - powiedział Evans, który jest pracownikiem Instytutu Geobiologii Agouron. Trochę perspektywy: Okres ediakarski trwał około 96 milionów lat, po obu stronach poprzedzony końcem okresu kriogenicznego - 635 milionów lat temu - i początkiem okresu kambryjskiego - 539 milionów lat temu. Wymieranie następuje tuż przed znaczącą przerwą w zapisie geologicznym, od Eonu Proterozoicznego do Eonu Phanerozoicznego. Istnieje pięć znanych masowych wymierań, które wyróżniają się w historii zwierząt, "Wielka Piątka", według Xiao, w tym wymieranie ordowicko-siluryjskie (440 milionów lat temu), późne wymieranie dewońskie (370 milionów lat temu), wymieranie permsko-triasowe (250 milionów lat temu), wymieranie triasowo-jurajskie (200 milionów lat temu) i wymieranie kredowo-paleogeńskie (65 milionów lat temu). "Masowe wymierania są dobrze rozpoznane jako znaczące kroki w ewolucyjnej trajektorii życia na tej planecie" - napisali w badaniu Evans i zespół. Niezależnie od przyczyny wywołującej masowe wymieranie, wynikiem było wiele poważnych zmian w warunkach środowiskowych. "W szczególności znajdujemy wsparcie dla zmniejszonej globalnej dostępności tlenu jako mechanizmu odpowiedzialnego za to wymieranie. To sugeruje, iż kontrola abiotyczna miała znaczący wpływ na wzorce różnorodności w ciągu ponad 570 milionów lat historii zwierząt na tej planecie" - napisali autorzy. Odciski skamielin w skałach mówią naukowcom, jak wyglądałyby stworzenia, które zginęły w tym wymierającym wydarzeniu. A wyglądały, według słów Evansa, "dziwnie". "Te organizmy występują tak wcześnie w ewolucyjnej historii zwierząt, iż w wielu przypadkach wydają się eksperymentować z różnymi sposobami budowania dużych, czasem mobilnych, wielokomórkowych ciał" - powiedział Evans. "Istnieje wiele sposobów na odtworzenie ich wyglądu, ale wniosek jest taki, iż przed tym wymarciem skamieniałości, które znajdujemy, często nie pasują do sposobów, w jakie dziś klasyfikujemy zwierzęta. Zasadniczo, to wymarcie mogło pomóc utorować drogę dla ewolucji zwierząt, jakie znamy." Źródło: Geobiologists shine new light on Earth's first known mass extinction event 550 million years ago Źródło: PNAS.org: Environmental drivers of the first major animal extinction across the Ediacaran White Sea-Nama transition
