Wczesne implikacje morfologiczne życia na Ziemi są często bardzo kontrowersyjne.
Nowe badanie przeprowadzone przez geologów z Virginia Tech wykazało, że przyczyną pierwszego znanego masowego wymierania zwierząt jest zmniejszona globalna dostępność tlenu, co doprowadziło do utraty większości istniejących zwierząt pod koniec okresu ediakarskiego około 550 milionów lat temu.
Badania prowadzone przez Scotta Evansa, badacza podoktoranckiego z Wydziału Nauk o Ziemi, części Virginia Tech College of Science, pokazują wczesne masowe wyginięcie około 80 procent zwierząt w tym okresie. „Obejmowało to utratę wielu różnych gatunków zwierząt, ale wydaje się, że te, których plany ciała i zachowania wskazują, że są zależne od dużych ilości tlenu, zostały szczególnie dotknięte” – powiedział Evans. „Sugeruje to, że wymieranie było pod kontrolą ekologiczną, podobnie jak w przypadku wszystkich innych masowych wymierań w zapisie geologicznym”.
Praca Evansa została opublikowana 7 listopada w Proceedings of the National Academy of Sciences, recenzowanym czasopiśmie National Academy of Sciences. Badanie było współautorem Shuhai Xiao, który jest również profesorem na Wydziale Nauk o Ziemi, oraz kilku badaczy kierowanych przez Mary Drosser z Wydziału Nauk o Ziemi i Planetarnych Uniwersytetu Kalifornijskiego Riverside, gdzie Evans ma tytuły magistra i doktora.
„Zmiany środowiskowe, takie jak globalne ocieplenie i odtlenianie, mogą prowadzić do masowego wyginięcia zwierząt oraz głębokich zakłóceń i reorganizacji ekosystemów” – powiedział Xiao, członek stowarzyszony Center for Global Change, części Virginia Tech Fralin Life. Instytut Nauki. „Wykazano to wielokrotnie w badaniach historii Ziemi, w tym w pracy dotyczącej pierwszego wymierania udokumentowanego w zapisie kopalnym. Badanie to informuje nas zatem o długofalowym wpływie obecnych zmian środowiskowych na biosferę”.
Co dokładnie spowodowało globalny spadek tlenu? To jest nadal przedmiotem dyskusji. „Krótka odpowiedź na to, jak to się dzieje, jest taka, że tak naprawdę nie wiemy” – powiedział Evans. „Może to być dowolna liczba lub kombinacja erupcji wulkanicznych, ruchu płyt tektonicznych, uderzenia asteroidy itp., Ale widzimy, że zwierzęta, które wymierają, wydają się reagować na zmniejszoną globalną dostępność tlenu”.
Badanie Evansa i Xiao było bardziej aktualne, niż można by sobie wyobrazić. W nieuporządkowanym badaniu naukowcy z Virginia Tech odkryli niedawno, że niedotlenienie, czyli utrata dostępności tlenu, ma wpływ na słodką wodę na świecie. walizka? Rosnąca temperatura wody spowodowana zmianą klimatu i nadmiernym spływem zanieczyszczeń z użytkowania gruntów. Ocieplenie wody zmniejsza zdolność wody słodkiej do zatrzymywania tlenu, podczas gdy rozkład składników odżywczych podczas spływu przez drobnoustroje słodkowodne prowadzi do pobierania tlenu.
„Nasze badanie pokazuje, że podobnie jak w przypadku wszystkich innych masowych wymierań w przeszłości Ziemi, to pierwsze nowe masowe wymieranie zwierząt było spowodowane znaczną zmianą klimatu – kolejna z długiej listy przestróg, które ilustrują niebezpieczeństwa obecnego kryzysu klimatycznego dla zwierząt. ” powiedział Evans, jest stypendystą Instytutu Biologii Agoron.
Pewna perspektywa: Okres ediakarski obejmował około 96 milionów lat i został zaksięgowany po obu stronach pod koniec okresu kriogenicznego – 635 milionów lat temu – i na początku okresu kambryjskiego – 539 milionów lat temu. Zdarzenie wyginięcia następuje przed poważnym przełomem w zapisie geologicznym, od proterozoiku po eony życia.
Istnieje pięć znanych masowych wymierań, które wyróżniają się w historii zwierząt, „Wielka Piątka”, według Xiao, w tym wymieranie ordowicko-sylurskie (440 milionów lat temu), wymieranie późnego dewonu (370 milionów lat temu) i perm – wymieranie triasowe (około 370 milionów lat temu) 250 milionów lat temu), wymieranie triasowo-jurajskie (200 milionów lat temu), wymieranie kredy i paleogenu (65 milionów lat temu).
„Dobrze wiadomo, że masowe wymieranie stanowi ważny krok na ewolucyjnej ścieżce życia na tej planecie” – napisali Evans i jego zespół w badaniu. Bez względu na przyczynę masowego wymierania, rezultatem były liczne duże zmiany warunków środowiskowych. „W szczególności znajdujemy poparcie dla malejącej globalnej dostępności tlenu jako mechanizmu odpowiedzialnego za to wyginięcie. Sugeruje to, że kontrola abiotyczna miała znaczący wpływ na wzorce różnorodności na przestrzeni ponad 570 milionów lat historii zwierząt na naszej planecie” napisał.
Odciski skamielin w skałach mówią naukowcom, jak wyglądałyby stworzenia, które zginęły w wyniku tego wyginięcia. I wyglądali, słowami Evansa, „dziwnie”.
„Te organizmy występują tak wcześnie w historii ewolucji zwierząt, że w wielu przypadkach wydają się testować różne sposoby budowania dużych, czasem ruchomych, wielokomórkowych ciał” – powiedział Evans. „Istnieje wiele sposobów na odtworzenie ich kształtu, ale sposób, w jaki zabiera się je do domu, polega na tym, że przed tym wyginięciem skamieliny, które znaleźliśmy, nie pasowały dobrze do sposobów, w jakie dzisiaj klasyfikujemy zwierzęta. Zasadniczo to wyginięcie mogło pomóc utorować drogę ewolucji zwierząt, jakie znamy.
Badanie, podobnie jak dziesiątki innych niedawnych publikacji, wyszło z pandemii COVID-19. Ponieważ Evans, Xiao i ich zespół nie mieli dostępu do tej dziedziny, postanowili stworzyć globalną bazę danych opartą głównie na opublikowanych rekordach, aby przetestować pomysły dotyczące zmiany różnorodności. „Inni sugerowali, że w tej chwili może dojść do wyginięcia, ale było wiele spekulacji. Postanowiliśmy więc zebrać wszystko, co mogliśmy, aby wypróbować i przetestować te pomysły”. powiedział Evans. Wiele danych wykorzystanych w badaniu zostało zebranych przez Drosera i kilku absolwentów Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
