Potvrđen uzrok najvećeg masovnog izumiranja na Zemlji, naučnici imaju dobru i lošu vijest

Prije otprilike 252 miliona godina, 96% morskih vrsta i 70% kopnenih životinja izumrlo je tokom permsko-trijaskog izumiranja, poznatog kao Veliko izumiranje. Međutim, nisu sve grane evolucijskog stabla bile podjednako pogođene, prema studiji objavljenoj u Proceedings of the National Academy of Sciences.

U drevnim okeanima, izumiranje je izbrisalo gotovo sve brahiopode, koji podsjećaju na školjke, i određene vrste stanovnika morskog dna poput morskih ljiljana (krinoida). To su bile životinje koje su dominirale morskim dnom tokom otprilike prvih 280 miliona godina životinjskog života na Zemlji. Međutim, samo oko polovina mekušaca, poput školjki i puževa, izumrla je. Od tada, Zemljinim okeanima dominiraju mekušci, ribe i bodljokožci poput morskih zvijezda i morskih ježeva koji su preživjeli.

Nova studija prvi put uključuje biološke odgovore životinjskih grupa koje su desetkovane izumiranjem i onih koje su bolje prošle. Najteže pogođene grupe bile su one čiji su metabolizmi najmanje tolerisali toplu, slabo oksigeniranu vodu. Takvi uslovi su prevladavali u većem dijelu svjetskih okeana dok se odvijalo Veliko izumiranje, uzrokovano naglim porastom vulkanske aktivnosti koja je u atmosferu oslobodila ogromne količine gasova koji zagrijavaju planetu, poput ugljičnog dioksida i metana.

„Ovom studijom smo u suštini željeli riješiti misteriju zašto, kada idete na plažu, skupljate ljušture školjki i puževa, a ne ljušture brahiopoda“, rekao je glavni autor studije Jose Andres Marquez, bivši doktorand u laboratoriji Erika Andersa Sperlinga na Stanfordu. "Naši nalazi pokazuju da su se, u različitim grupama organizama, izumiranja događala mnogo većim stopama kod onih koji su bili osjetljiviji na povećanje temperature vode i smanjenje dostupnosti kisika".

Ovi nalazi služe kao svojevrsno upozorenje. Uslovi koji su prethodili izumiranju vrlo su slični klimi iz proteklih desetina miliona godina, koja se mijenja emisijama iz sagorijevanja fosilnih goriva i drugih ljudskih aktivnosti.

"Ova studija je zaista posljednji čavao u kovčegu za uzrok masovnog izumiranja u periodu perma i trijasa“, rekao je Sperling, glavni autor studije i vanredni profesor nauka o Zemlji i planetarnim naukama na Stanford Doerr školi održivosti. "Najveće masovno izumiranje svih vremena započelo je u svijetu koji je vrlo sličan današnjem po tome što ima relativno hladan, relativno dobro oksigeniran okean, a zatim je došlo do ogromnog ubrizgavanja ugljičnog dioksida u Zemljin sistem. Razumijevanje kako su Zemlja i Zemljina biota reagovali tada moglo bi nas informisati o tome šta nas čeka".

Antički i moderni metabolizmi

Metabolizam se odnosi na sve hemijske procese koji se odvijaju unutar tijela organizma radi dobijanja energije i održavanja života. Tokom paleozojskog perioda, koji je završio Velikim izumiranjem, veliki dio okeanskog života sastojao se od životinja sa sporim metabolizmom, koje su živjele na dnu, uglavnom nepokretne, hranile su se filtriranjem vode, poput brahiopoda, krinoida (morskih ljiljana, srodnih morskim zvijezdama) i određenih korala i morskih anemona.

Nasuprot tome, životinjske grupe koje su opstale nakon paleozoika pokazuju veću pokretljivost i predatorsko ponašanje, što zahtijeva brži metabolizam. Ova modernija okeanska stvorenja uključuju ribe – očito česte i brze životinje koje se kreću – kao i spore, ali pokretne puževe, morske ježeve i školjke, poput školjki, ostriga i dagnji.

U poređenju sa brahiopodima, školjke imaju mnogo brži metabolizam i veće energetske potrebe jer često imaju glomaznija tijela i mišićave "stopalne" produžetke za kopanje i puzanje. „Zato jedemo supu od školjki, a ne jedemo supu od brahiopoda“, rekao je Sperling. „Brahiopodi gotovo da nemaju mesa".

Prije Velikog izumiranja brahiopodi su brojčano nadmašivali školjke. Danas postoji samo 400 vrsta brahiopoda, u poređenju sa 10.000-15.000 vrsta školjki. Sperling je rekao da se ovaj dramatičan preokret može porediti sa izumiranjem neptičjih dinosaura prije 65 miliona godina tokom onoga što je vjerovatno najpoznatije masovno izumiranje, „gdje su sisari u suštini preuzeli primat i nikada više nisu prepustili tu nišu gmizavcima“.

Širom svijeta obrasci izumiranja

Novo istraživanje se nadovezuje na studiju iz 2018. godine, koju su vodili istraživači sa Princetona i Stanforda - uključujući Sperlinga i Jona Paynea, koji je također koautor nove studije - a koja je pronašla dokaze koji ukazuju na to da su gubitak kisika i zagrijavanje u Zemljinim okeanima bili primarni uzrok Velikog izumiranja. Međutim, fiziološki podaci u toj studiji potiču samo od modernih okeanskih vrsta koje su mjerili drugi naučnici, što rezultate iskrivljuje prema ekonomski važnim ribama i rakovima u odnosu na vrste životinja koje su izumirale većim stopama tokom masovnog izumiranja.

"U našoj novoj studiji popunili smo ovu prazninu o fiziologiji paleozojske faune kako bismo vidjeli možemo li objasniti ne samo biogeografiju izumiranja, već i taksonomsku selektivnost izumiranja“, rekao je Sperling.

Terenski rad na prikupljanju informacija o pogođenim organizmima odvijao se tokom godina od ranije studije, uključujući i ostrva San Juan u državi Washington, gdje su brahiopodi još uvijek uobičajeni. Istraživači su prikupili raznolik skup grupa okeanskih životinja koje predstavljaju one koje su dominirale okeanima prije i poslije Velikog izumiranja. Izveli su eksperimente na terenskim stanicama i u Sperlingovoj laboratoriji na Stanfordu kako bi pratili potrošnju kisika organizama u komori i kako se ta potrošnja mijenja s temperaturom vode. Kako temperatura raste, metabolizam životinja se povećava jer dodatna energija ubrzava reakcije, a njima je potrebno više kisika.

Laboratorijski rad je pokazao da paleozojska fauna može živjeti u vodi s manje kisika, pod uvjetima koji bi ugušili okeanske životinje iz modernih grupa. Ali kada temperatura poraste, spori metabolizam paleozojske faune ne može pratiti tempo i njihove potrebe za kisikom rastu mnogo brže nego kod moderne faune. Ovaj ishod je u konačnici povezan s njihovim drugačijim tjelesnim planovima – aktivnija i atletska moderna fauna zahtijeva minimalno više kisika, ali kada potrebe za kisikom porastu (kao tokom zagrijavanja), imaju mišiće i škrge koji to odgovaraju.

„Zagrijavanje i gubitak kisika su ključni pokretači“, rekao je Sperling. Druga istraživanja su također snažno implicirala zakiseljavanje okeana, pri čemu reakcije s atmosferskim ugljičnim dioksidom čine okeansku vodu kiselijom, što organizmima otežava rast ljuštura. Međutim, iako novi nalazi sugeriraju da je zakiseljavanje možda doprinijelo izumiranju, ono nije bilo ni blizu najrazornijeg faktora, dodao je Sperling.

Zagrijavanje danas

Istraživači sa Stanforda planiraju ispitati više grupa morskih životinja kako bi bolje razumjeli isprepletene utjecaje triju stresora: zagrijavanja, nedostatka kisika i zakiseljavanja, koji danas postaju sve ozbiljniji.

Istraživači naglašavaju da bi se historija mogla ponoviti, jer promjenjivi uslovi u okeanu prijete modernim vrstama koje su osjetljive na toplije vode sa smanjenim sadržajem kisika.

„Loša vijest je da smo na putu da dostignemo nivo zagrijavanja u periodu perma i trijasa, prema projekcijama najgoreg mogućeg scenarija“, rekao je Sperling. Temperature su se povećavale za 8-12° Celzijusa tokom hiljada godina, uzrokujući Veliko izumiranje, a danas, tokom samo 100-200 godina, predviđa se da će temperature do 2100. godine biti 1,5-4° Celzijusa više nego u predindustrijskom dobu. "Ali dobra vijest je da smo još uvijek na tački u kojoj možemo promijeniti stvari i učiniti nešto po tom pitanju".

╰┈➤ Program N1 televizije možete pratiti UŽIVO na ovom linku kao i putem aplikacija za Android /iPhone/iPad